[发明专利]基于瑞利散射反馈的2um布里渊单频光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及2μm单频光纤激光器，尤其涉及一种基于瑞利散射反馈的2μm布里渊单频光纤激光器。本发明属于中红外激光器技术研究领域范畴，应用领域包括激光测距，激光遥感，激光成像，光电对抗，医学诊断和治疗，材料处理，光学信号处理，数据处理等领域。

背景技术

中红外激光器广泛应用于激光测距，激光遥感，激光成像，光电对抗，医学诊断和治疗，材料处理，光学信号处理，数据处理等领域。在一些领域中，需要达到高输出功率，高光束质量，超窄线宽技术，单纵模，信噪比高和频率稳定性高等要求。布里渊单频光纤激光器相对于其他种类的激光器可以在一定程度上满足上述要求，并可做成轻型，紧凑，高效器件，能够满足各个领域对技术指标的要求。

2μm布里渊单频光纤激光器已经有相关研究，利用受激布里渊散射及环形腔的的线宽压缩，输出线宽可以达到kHz量级。布里渊单频激光器具有结构简单；输出功率高且稳定，可以达到瓦特量级；信噪比高等优点。但，对于实现线宽小于kHz量级，仍然有一定挑战性。

为了获得超窄线宽、更高的信噪比、高频率稳定性，在现有的技术基础上，引入瑞利散射反馈，从而能够实现Hz量级、更高信噪比、高频率稳定性的单频激光器。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于受激瑞利散射反馈的2μm布里渊单频光纤激光器，且具有结构简单，长期稳定性好，光束质量高，整机成本较低，光学性能较好的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于瑞利散射反馈的2um布里渊单频光纤激光器，特点在于其构成包括：种子光源、第一光纤隔离器、第一光纤合束器、第一泵浦光、第一掺铥光纤、第二光纤隔离器、第二泵浦光、第二光纤合束器、第二掺铥光纤、第一光纤环形器、偏振控制器、单模光纤、光纤耦合器、第二光纤环形器、非一致性光纤、第三泵浦光、第三光纤合束器、第三掺铥光纤、第三光纤隔离器，上述部件的连接关系如下：

所述的种子光源与所述的第一光纤隔离器的输入端相连，该第一光纤隔离器的输出端与所述的第一光纤合束器的信号光纤输入端相连，第一泵浦光与所述的第一光纤合束器的泵浦光纤输入端相连，该第一光纤合束器的输出端经第一掺铥光纤与所述的第二光纤隔离器的输入端相连，该第二光纤隔离器的输出端接所述的第二光纤合束器的信号光纤输入端，所述的第二泵浦光与所述的第二光纤合束器的泵浦光纤输入端相连，该第二光纤合束器的输出端经第二掺铥光纤与所述的第一光纤环形器的第一端口相连，该第一光纤环形器的第二端口经所述的偏振控制器和单模光纤接所述的光纤耦合器的第一端口，该光纤耦合器的第二端口与所述的第一光纤环形器的第三端口相连，第一光纤环形器第二端口与第三端口之间的光路构成受激布里渊激光器的环形腔，所述的光纤耦合器的第三端口与所述的第二光纤环形器的第一端口相连，该第二光纤环形器的第二端口接所述的非一致性光纤，该第二光纤环形器的第三端口与所述的第三光纤合束器的信号光纤输入端相连，所述的第三泵浦光与该第三光纤合束器的泵浦光纤输入端相连，该第三光纤合束器的输出端经第三掺铥光纤与所述的第三光纤隔离器的输入端相连，该第三光纤隔离器的输出端接所述的光纤耦合器的第四端口，所述的非一致性光纤的另一端为激光器的输出端。

所述的种子光源是带尾纤2μm DFB固体激光器，其线宽小于1MHz，输出功率为2mW,输出尾纤为Corning SM-28e。

所述的第一泵浦光、第二泵浦光和第三泵浦光的中心波长均为793±3nm,光纤芯径105/125μm，最大输出功率为12W。

所述的第一光纤隔离器的隔离度为30dB,承受功率为200mW,中心波长为2μm，带宽±10nm，插入损耗1.3dB；所述第二光纤隔离器的隔离度为50dB,承受功率为5W,中心波长为2μm，带宽±10nm，插入损耗1.3dB。

所述的第一光纤合束器、第二光纤合束器与第三光纤合束器均为(2+1)：1型，阈值功率20W，泵浦端光纤芯径105/125μm，信号端光纤芯径9/125μm,信号光损耗0.23dB，输出光纤为10/125μm。

所述的第一掺铥光纤、第二掺铥光纤与第三掺铥光纤均为双包层光纤,10/130NA＝0.15/0.46，吸收系数为3dB/m@793nm，长度为4m。

所述的第一光纤环形器与第二光纤环形器的工作波长均为2μm,1→2插入损耗1.05dB,2→3插入损耗1.14dB,2→1隔离度20dB,3→2隔离度20dB，尾纤类型Corning SMF-28e。