超窄線寬光纖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光器，尤其涉及一種超窄線寬光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]超窄線寬的單縱模激光束是一種具有極低相位噪聲和超長相干長度的優(yōu)質(zhì)光源，在光纖傳感、光纖通信、激光雷達、分布式石油管道檢測等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)，可以形成超窄線寬的單縱模激光束的方法多種多樣，比如短腔法、飽和吸收體、多環(huán)環(huán)形腔等方法，但基于前述方法的激光器大多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、成本高昂、線寬壓縮效果不理想的缺陷，這大大的限制了超窄線寬的單縱模激光束的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種超窄線寬光纖激光器，其結(jié)構(gòu)為:所述超窄線寬光纖激光器由光源、第一布拉格光纖光柵、偏振控制器、散射光纖、三端口環(huán)行器和第二布拉格光纖光柵組成；光源的輸出端與偏振控制器的輸入端通過第一傳輸光纖連接，偏振控制器的輸出端與散射光纖的一端連接，散射光纖的另一端與三端口環(huán)行器的輸入端連接，三端口環(huán)行器的收發(fā)復(fù)用端與第二傳輸光纖的一端連接，三端口環(huán)行器的輸出端形成超窄線寬光纖激光器的輸出端；第一布拉格光纖光柵設(shè)置在第一傳輸光纖上，第二布拉格光纖光柵設(shè)置在第二傳輸光纖上；所述光源發(fā)出的激光束的中心波長與第一布拉格光纖光柵的中心波長相差一個布里淵頻移；所述第二布拉格光纖光柵的中心波長與光源發(fā)出的激光束的中心波長相同。
[0005]本發(fā)明的原理是:現(xiàn)有理論已經(jīng)證明，瑞麗散射是一種有效的線寬壓縮機制，從簡化超窄線寬激光器結(jié)構(gòu)的角度考慮，如果能利用自身激光束激發(fā)出的瑞麗散射來對其自身的線寬進行壓縮，將使得超窄線寬激光器的結(jié)構(gòu)得到大幅簡化，于是，發(fā)明人就此目的進行了深入研究，并發(fā)現(xiàn)其中的難點在于如何抑制布里淵散射；
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，光與物質(zhì)的相互作用所形成的散射除了瑞麗散射之外，還有布里淵散射和拉曼散射；其中，拉曼散射不需考慮，因為拉曼散射只有在高功率栗浦源的情況下才會產(chǎn)生，完全可通過調(diào)節(jié)栗浦源參數(shù)來避免產(chǎn)生拉曼散射；對于布里淵散射而言，情況就比較復(fù)雜了，通常情況下，布里淵散射與瑞麗散射幾乎同時存在，并且普通光纖對布里淵散射的增益系數(shù)比對瑞麗散射的增益系數(shù)高出了幾個數(shù)量級，再加上布里淵散射對線寬壓縮具有負面影響，因此，如要實現(xiàn)本發(fā)明目的，就必須將布里淵散射從光束中濾除?’為此，發(fā)明人進行了大量的分析和試驗，并最終獲得了本發(fā)明的方案，具體來說，本發(fā)明的方案是這樣發(fā)揮作用的:
由光源發(fā)出的激光束第一次通過第一傳輸光纖時，由于光源發(fā)出的激光束的中心波長與第一布拉格光纖光柵的中心波長相差一個布里淵頻移，此時，激光束能夠無損地透過第一布拉格光纖光柵并進入偏振控制器；經(jīng)偏振控制器調(diào)制后的激光束傳輸至散射光纖內(nèi)后，就會激發(fā)出反向傳輸?shù)娜瘥惿⑸涔夂筒祭餃Y散射光，當(dāng)瑞麗散射光和布里淵散射光反向傳輸至第一布拉格光纖光柵上時，布里淵散射光就在第一布拉格光纖光柵的反射作用下轉(zhuǎn)為正向傳輸(基于現(xiàn)有理論可知，由同一中心波長的光所激發(fā)出的瑞麗散射光和布里淵散射光的中心波長會相差一個布里淵頻移，且瑞麗散射光的中心波長與激發(fā)光的中心波長相同)，瑞麗散射光則無損地透射過了第一布拉格光纖光柵并射回了光源的激光腔中；對于射回光源激光腔中的瑞麗散射光，就在激光腔中被循環(huán)放大，從而對激光束的線寬起到壓縮作用；對于從第一布拉格光纖光柵處反射出的布里淵散射光就會與激光束一起通過三端口環(huán)行器傳輸至第二布拉格光纖光柵處，由于第二布拉格光纖光柵的中心波長與光源發(fā)出的激光束的中心波長相同(也即第二布拉格光纖光柵的中心波長與布里淵散射光的中心波長相差一個布里淵頻移)，到達第二布拉格光纖光柵處的激光束就會被第二布拉格光纖光柵反射并從三端口環(huán)行器的輸出端輸出，而到達第二布拉格光纖光柵處的布里淵散射光就會被第二布拉格光纖光柵透射并散失掉；經(jīng)過前述過程后，就將激光束自身激發(fā)出的散射光中的布里淵散射分量濾除了，同時也就使得只有瑞麗散射光能反射回激光腔中并對激光束線寬起到壓縮作用，從而實現(xiàn)了 “利用自身激光束激發(fā)出的瑞麗散射來對其自身的線寬進行壓縮”的目的，最終讓超窄線寬激光器的結(jié)構(gòu)得到大幅簡化。
[0006]瑞麗散射光對激光束的壓縮作用不僅適用于單縱模激光束，也適用于其他模態(tài)的激光束，但由于單縱模激光束具有更廣的應(yīng)用價值，于是優(yōu)選地，所述光源采用單縱模激光器。
[0007]優(yōu)選地，所述光源采用光纖環(huán)腔激光器或DFB激光器。
[0008]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:提供了一種新型超窄線寬光纖激光器，該激光器能利用自身激光束激發(fā)出的瑞麗散射來對其自身的線寬進行壓縮，最終使激光器的結(jié)構(gòu)被大大簡化。
【附圖說明】
[0009]圖1、本發(fā)明的原理示意圖；
圖中各個標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為:光源1、第一布拉格光纖光柵2、偏振控制器3、散射光纖4、三端口環(huán)行器5、第二布拉格光纖光柵6。
【具體實施方式】
[0010]一種超窄線寬光纖激光器，其結(jié)構(gòu)為:所述超窄線寬光纖激光器由光源1、第一布拉格光纖光柵2、偏振控制器3、散射光纖4、三端口環(huán)行器5和第二布拉格光纖光柵6組成；光源1的輸出端與偏振控制器3的輸入端通過第一傳輸光纖連接，偏振控制器3的輸出端與散射光纖4的一端連接，散射光纖4的另一端與三端口環(huán)行器5的輸入端連接，三端口環(huán)行器5的收發(fā)復(fù)用端與第二傳輸光纖的一端連接，三端口環(huán)行器5的輸出端形成超窄線寬光纖激光器的輸出端；第一布拉格光纖光柵2設(shè)置在第一傳輸光纖上，第二布拉格光纖光柵6設(shè)置在第二傳輸光纖上；
所述光源1發(fā)出的激光束的中心波長與第一布拉格光纖光柵2的中心波長相差一個布里淵頻移，即能夠透射激光器的激光束和瑞麗散射光、反射布里淵散射光；所述第二布拉格光纖光柵6的中心波長與光源1發(fā)出的激光束的中心波長相同，即能夠反射壓激光器的激光束、透射布里淵散射光。
[0011]其中，偏振控制器3的作用為:調(diào)節(jié)輸入光和散射光偏振，使輸出線寬及功率達到最優(yōu)。
[0012]進一步地，所述光源1采用單縱模激光器。
[0013]進一步地，所述光源1采用光纖環(huán)腔激光器或DFB激光器。
【主權(quán)項】
1.一種超窄線寬光纖激光器，其特征在于:所述超窄線寬光纖激光器由光源(1)、第一布拉格光纖光柵(2 )、偏振控制器(3 )、散射光纖(4)、三端口環(huán)行器(5 )和第二布拉格光纖光柵(6)組成；光源(1)的輸出端與偏振控制器(3)的輸入端通過第一傳輸光纖連接，偏振控制器(3)的輸出端與散射光纖(4)的一端連接，散射光纖(4)的另一端與三端口環(huán)行器(5)的輸入端連接，三端口環(huán)行器(5)的收發(fā)復(fù)用端與第二傳輸光纖的一端連接，三端口環(huán)行器(5)的輸出端形成超窄線寬光纖激光器的輸出端；第一布拉格光纖光柵(2)設(shè)置在第一傳輸光纖上，第二布拉格光纖光柵(6)設(shè)置在第二傳輸光纖上； 所述光源(1)發(fā)出的激光束的中心波長與第一布拉格光纖光柵(2)的中心波長相差一個布里淵頻移；所述第二布拉格光纖光柵(6)的中心波長與光源(1)發(fā)出的激光束的中心波長相同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超窄線寬光纖激光器，其特征在于:所述光源(1)采用單縱模激光器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超窄線寬光纖激光器，其特征在于:所述光源(1)采用光纖環(huán)腔激光器或DFB激光器。
【專利摘要】一種超窄線寬光纖激光器，由光源、第一布拉格光纖光柵、偏振控制器、散射光纖、三端口環(huán)行器和第二布拉格光纖光柵組成；第一布拉格光纖光柵設(shè)置在第一傳輸光纖上，第二布拉格光纖光柵設(shè)置在第二傳輸光纖上；所述光源發(fā)出的激光束的中心波長與第一布拉格光纖光柵的中心波長相差一個布里淵頻移；所述第二布拉格光纖光柵的中心波長與光源發(fā)出的激光束的中心波長相同。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提供了一種新型超窄線寬光纖激光器，該激光器能利用自身激光束激發(fā)出的瑞麗散射來對其自身的線寬進行壓縮，最終使激光器的結(jié)構(gòu)被大大簡化。
【IPC分類】H01S3/101, H01S3/067
【公開號】CN105244739
【申請?zhí)枴緾N201510684484
【發(fā)明人】朱濤, 黃仕宏
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月22日