基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種紅外光纖激光器，具體涉及一種基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源。
【背景技術】
[0002]光學相干層析成像(Optical Coherence Tomography，簡稱OCT)是20世紀90年代逐步發(fā)展而成的一種新的三維層析成像技術。它是主要利用了寬帶高速掃頻調(diào)諧的激光光源、干涉儀和光電探測器，通過掃描、光電轉(zhuǎn)換、信號探測、圖像構(gòu)建，可以重構(gòu)出生物組織或材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的二維或三維圖像，具有非接觸、非侵入、實時動態(tài)成像而且靈敏度高等優(yōu)點。OCT已經(jīng)被廣泛的應用于臨床診療和科學研究中。
[0003]掃頻光源的頻率掃描速度、光譜質(zhì)量、光譜穩(wěn)定性是個系統(tǒng)性問題。哈佛大學的Bouma小組，加拿大的Leung等，日本的ChanghoChong等人，以及浙江大學陳明惠等先后報道了基于光柵旋轉(zhuǎn)多面鏡的各種新型結(jié)構(gòu)作為掃頻濾波器，實現(xiàn)了激光器的傅立葉域鎖模，但是腔內(nèi)存在旋轉(zhuǎn)多面鏡的機械結(jié)構(gòu)的濾波器，限制了掃頻速度的提高以及激光光源性能的穩(wěn)定。日本的Yamashita、Nakazaki等提出的一種基于摻鉺光纖的色散調(diào)諧掃頻激光器，掃頻帶寬只有20nm，相比于摻鉺光纖的增益帶寬，掃頻帶寬較??；并且，由于采用了50米長的色散補償光纖DCF作為色散結(jié)構(gòu)，使得腔長較長限制了高速下的出射激光的光束質(zhì)量，同時結(jié)構(gòu)中沒有光功率增強系統(tǒng)，使得光譜質(zhì)量無法提高。市場上基于半導體的寬帶光源由于器件的性質(zhì)決定了寬帶偏振相關性。
[0004]綜上所述，如何解決掃描速度、光譜質(zhì)量、光譜穩(wěn)定性的系統(tǒng)性問題，得到高速、寬帶偏振無關、高穩(wěn)定的掃頻激光光源是一大技術難點。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服【背景技術】的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，而且出射光譜穩(wěn)定，掃描速度快、抗干擾的基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源。
[0006]本實用新型的技術方案是:
[0007]基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，包括激光環(huán)形振蕩腔和光功率增強系統(tǒng)，所述激光環(huán)形振蕩腔包括第一摻鉺光纖放大器、光纖環(huán)行器、啁啾光纖光柵、第一光隔離器和電光調(diào)制器，第一摻鉺光纖放大器的輸出端連接光纖環(huán)行器，光纖環(huán)行器的輸出端連接光隔離器和啁啾光纖光柵，啁啾光纖光柵的輸出端連接光功率增強系統(tǒng)，光隔離器的輸出端連接電光調(diào)制器，波形驅(qū)動器連接射頻信號發(fā)生器，射頻信號發(fā)生器的輸出端連接電光調(diào)制器，電光調(diào)制器的輸出端連接摻鉺光纖放大器的輸入端;光功率增強系統(tǒng)包括第二光隔離器、第二摻鉺光纖放大器和第三光隔離器，第二光隔離器的輸入端連接啁啾光纖光柵，第二光隔離器的輸出端連接第二摻鉺光纖放大器，第二摻鉺光纖放大器的輸出端連接第三光隔離器。
[0008]所述第一摻鉺光纖放大器包括第一980nm栗浦光源、第一波分復用親合器和第一摻鉺光纖，第二摻鉺光纖放大器包括第二980nm栗浦光源、第二波分復用耦合器和第二摻鉺光纖。
[0009]所述啁啾光纖光柵12為色散結(jié)構(gòu)。
[0010]與【背景技術】相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0011]1、可以達到很好的寬帶偏振無關效果:系統(tǒng)中采用了較優(yōu)長度的摻鉺光纖作為振蕩腔增益介質(zhì)，并且由于光功率增強系統(tǒng)的二級放大，進一步提高了帶寬，可獲得超過SOnm的帶寬，同時具有偏振無關性。
[0012]2、高速:系統(tǒng)中不含多面鏡、FFP-TF等機械結(jié)構(gòu)，通過使用電光調(diào)制器，增強了掃頻速度的提升空間。
[0013]3、線性掃頻:由于電光調(diào)制具有非常理想的線性度、平坦度和精度，通過電光調(diào)制的掃頻光源可以得到高精度線性、較高平坦度的掃頻。
[0014]4、較高光譜質(zhì)量:系統(tǒng)中使用了相對較長增益介質(zhì)的光功率增強系統(tǒng)，使得光功率增強系統(tǒng)具有更寬的增益帶寬，進而提高了出光功率的同時，提高了光譜的質(zhì)量。
[0015]本實用新型的掃頻激光器是全光纖光源，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，而且出射光譜穩(wěn)定，抗干擾。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]1.激光振蕩腔，2.光功率增強系統(tǒng)，3.第一摻鉺光纖放大器，4.第二摻鉺光纖放大器，5.第一980nm栗浦光源，6.第一波分復用親合器，7.第一摻鉺光纖，8.第二980nm栗浦光源，9.第二波分復用耦合器，10.第二摻鉺光纖，11.光纖環(huán)行器，12.啁啾光纖光柵，13.第一光隔離器，14.電光調(diào)制器，15.射頻信號發(fā)生器，16.波形驅(qū)動器，17.第二光隔離器，18.第三光隔離器。
【具體實施方式】
[0018]基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，包括激光環(huán)形振蕩腔I和光功率增強系統(tǒng)2，所述激光環(huán)形振蕩腔I包括第一摻鉺光纖放大器3、光纖環(huán)行器11、啁啾光纖光柵12、第一光隔離器13和電光調(diào)制器14，第一摻鉺光纖放大器3的輸出端連接光纖環(huán)行器U，光纖環(huán)行器11的輸出端連接第一光隔離器13和啁啾光纖光柵12，啁啾光纖光柵12為色散結(jié)構(gòu)，代替較長的普通單模色散延時光纖，極大的縮短了激光振蕩腔I的腔長，提高了掃頻光纖激光器的掃頻速度，啁啾光纖光柵12的輸出端連接光功率增強系統(tǒng)2，光隔離器13的輸出端連接電光調(diào)制器14，波形驅(qū)動器16連接射頻信號發(fā)生器15，射頻信號發(fā)生器15的輸出端連接電光調(diào)制器14，電光調(diào)制器14的輸出端連接第一摻鉺光纖放大器3的輸入端，電光調(diào)制器14由射頻信號發(fā)生器15發(fā)射射頻信號控制，波形驅(qū)動器16產(chǎn)生鋸齒波控制射頻信號發(fā)生器15發(fā)射射頻信號，控制電光調(diào)制器14的工作狀態(tài)。
[0019]光功率增強系統(tǒng)2包括第二光隔離器17、第二摻鉺光纖放大器4和第三光隔離器18，第二光隔離器17的輸入端連接啁啾光纖光柵12，第二光隔離器17的輸出端連接第二摻鉺光纖放大器4，第二摻鉺光纖放大器4的輸出端連接第三光隔離器18，光功率增強系統(tǒng)2中的第二光隔離器17的輸出端光由第二摻鉺光纖放大器4進行功率提升放大，再由光功率增強系統(tǒng)2中第三光隔離器18輸出掃頻激光;非保偏結(jié)構(gòu)設計的光功率增強系統(tǒng)2不但提升了出射光功率，而且由于相對較長的摻雜光纖可以優(yōu)化出射光譜，進而提高該掃頻激光光源的后級應用效果。
[0020]所述第一摻鉺光纖放大器3包括第一980nm栗浦光源5、第一波分復用親合器6和第一摻鉺光纖7，第二摻鉺光纖放大器4包括第二 980nm栗浦光源8、第二波分復用親合器9和第二摻鉺光纖10。
[0021]本實用新型的工作原理是:由第一摻鉺光纖放大器3發(fā)出的激光經(jīng)過環(huán)行器11進入啁啾光纖光柵12后，激光分成兩束:一束經(jīng)過65%反射率的啁啾光纖光柵12反射后由環(huán)行器11輸出端輸出，經(jīng)過光隔離器13和電光調(diào)制器14進入第一摻鉺光纖放大器3輸入端，再次放大;另一束光由35%透射率的啁啾光纖光柵12透射進入光功率增強系統(tǒng)2輸出掃頻激光。
[0022]本實用新型基于1550nm波段，是一種寬帶全光纖、穩(wěn)定的高速線性掃頻激光光源，系統(tǒng)中較優(yōu)長度的摻鉺光纖的使用，獲得的大帶寬的掃頻光具有偏振無關性，可以廣泛應用于波分復用器等寬譜光器件的測試中，避免了半導體寬帶光器件較大的偏振損耗;本實用新型全光纖掃頻激光光源結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強，出光性能好，便于攜帶?；趽姐s光纖EDF的全光纖高速寬帶掃頻激光光源，在快速掃頻光學相干層析成像技術、光纖光柵解調(diào)技術等方面具有重要意義。
[0023]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制;盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換;而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【主權(quán)項】
1.基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，其特征在于，包括激光環(huán)形振蕩腔和光功率增強系統(tǒng)，所述激光環(huán)形振蕩腔包括第一摻鉺光纖放大器、光纖環(huán)行器、啁啾光纖光柵、第一光隔離器和電光調(diào)制器，第一摻鉺光纖放大器的輸出端連接光纖環(huán)行器，光纖環(huán)行器的輸出端連接光隔離器和啁啾光纖光柵，啁啾光纖光柵的輸出端連接光功率增強系統(tǒng)，光隔離器的輸出端連接電光調(diào)制器，波形驅(qū)動器連接射頻信號發(fā)生器，射頻信號發(fā)生器的輸出端連接電光調(diào)制器，電光調(diào)制器的輸出端連接摻鉺光纖放大器的輸入端;光功率增強系統(tǒng)包括第二光隔離器、第二摻鉺光纖放大器和第三光隔離器，第二光隔離器的輸入端連接啁啾光纖光柵，第二光隔離器的輸出端連接第二摻鉺光纖放大器，第二摻鉺光纖放大器的輸出端連接第三光隔離器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，其特征在于，所述第一摻鉺光纖放大器包括第一 980nm栗浦光源、第一波分復用親合器和第一摻鉺光纖，第二摻鉺光纖放大器包括第二980nm栗浦光源、第二波分復用耦合器和第二摻鉺光纖。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，其特征在于，所述啁啾光纖光柵為色散結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種紅外光纖激光器，具體涉及一種基于摻鉺光纖的寬帶高精度線性掃頻激光光源，包括激光環(huán)形振蕩腔和光功率增強系統(tǒng)，所述激光環(huán)形振蕩腔包括第一摻鉺光纖放大器、光纖環(huán)行器、啁啾光纖光柵、第一光隔離器和電光調(diào)制器，啁啾光纖光柵的輸出端連接光功率增強系統(tǒng)；光功率增強系統(tǒng)包括第二光隔離器、第二摻鉺光纖放大器和第三光隔離器，第二光隔離器的輸入端連接啁啾光纖光柵，本實用新型的掃頻激光器是全光纖光源，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，而且出射光譜穩(wěn)定，抗干擾。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/107
【公開號】CN205178256
【申請?zhí)枴緾N201521000081
【發(fā)明人】李明, 王 華, 閆海濤
【申請人】濮陽光電產(chǎn)業(yè)技術研究院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月3日