[发明专利]一种分布反馈式光纤激光器降噪封装

说明书

技术领域

本申请涉及一种光纤激光器封装结构，尤其涉及一种降低DFB FL噪声影响的光纤激光器封装。

背景技术

光纤激光器（Fiber Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。分布反馈式光纤激光器（Distributed feedback fiber laser,简称DFB FL）是在一段掺杂光纤上刻写相移光栅构成的激光器，该激光器具有体积小、重量轻、输出激光线宽窄、噪声低等突出特点，被广泛应用与水听器、振动传感器以及种子光源等，是一种优质的传感元件与激光光源。目前DFB FL制作技术最早是被欧美等西方国家率先发现并制作和应用，随着我国近几年科技的飞速发展，也开始掌握了该项制作技术，如国内的山东省科学院激光研究所、中国科学院半导体研究所、武汉理工大学等，大部分制作的器件是被作为光纤水听器等传感元器件使用，作为激光光源使用还与西方国家具有较大差距，国内尚未见性能较好的该类产品出现。DFB FL光源国内技术尚未成熟的原因主要是因为激光器本身容易受到外部声波的扰动，从而破坏了原有的窄线宽和低噪声优势，无法实现稳定的产业化封装。本专利经过大量理论研究与实验，找出了DFB FL噪声与线宽劣化的原因，研制出提高DFB FL激光质量的有效封装方式，实现了DFB FL作为光源使用的技术突破。

发明内容

本申请涉及一种能降低DFB FL噪声影响的分布反馈式光纤激光器降噪封装结构。通过该专利技术,可以实现DFB FL的抗噪声干扰封装,获得稳定可靠的窄线宽光纤激光器光源。

一种分布反馈式光纤激光器降噪封装结构，它包括呈中空筒状结构的外壳、与外壳开口端配合的外壳上盖，其特征是在外壳中设置有弯曲塑型金属底座，弯曲塑型金属底座上表面设置有C字形的塑型沟槽，塑型沟槽的弯曲直径控制在25mm至45mm之间，在外壳和弯曲塑型金属底座之间设置有减振隔音措施。弯曲塑型金属底座用于容纳固定DFB FL激光器，并使其按照塑型沟槽形状摆放固定，因此塑型沟槽使得封装在内的DFB FL也形成弧形弯曲。

本方案的具体特点还有，在塑型沟槽内固定放置弯曲的DFB FL，DFB FL位于在塑型沟槽的C形弧线的中部，通过 C字形塑型沟槽保持DFB FL的弯曲形状，并不受两端的拉力。DFB FL的出入纤和尾纤均需固定在塑型沟槽中，防止光纤在槽内滑动。

塑型沟槽中靠近出入纤的位置为第一固定段，第一固定段两端设置硬胶固定点、中间设置软胶固定点，软胶固定点在两个硬胶固定点中间。塑型沟槽中靠近尾纤的位置为第二固定段，第二固定段的光纤采用软胶固定的方式。这种固定方式目的是用于消除外部声波振动沿光纤传入DFB FL。塑型沟槽的两端开口处设置有圆弧状倒角，防止出口处的棱角对光纤的损伤或者施加剪切力。

在外壳中位于弯曲塑型金属底座下方设置有温控器；弯曲塑型金属底座放置于温控器上，弯曲塑型金属底座与温控器之间设置有导热硅脂，由于弯曲塑型金属底座和温控器不直接接触，而是通过一层导热硅脂间接接触，可以使得DFB FL能够工作在稳定的恒温条件下同时产生抗振动缓冲作用，保持输出波长不发生改变，同时也通过制冷降低激光器的热噪声。

减振隔音措施包括在外壳中还设置有盘纤底座，盘纤底座呈中空且一端封闭的桶状结构,盘纤底座底面的中部设置有凹槽，用于安放TEC温控器及其导线。在底面上设置有盘纤隔板，盘纤隔板位于凹槽和侧壁之间且间隔均布于一个同心圆上。盘纤隔板与盘纤底座突出的的侧壁共同构成一个半封闭腔，用于盘放多余的激光器尾纤，盘纤隔板纵截面外形为倒置L型，与盘纤底座突出的侧壁形成便于放置盘纤的半封闭盘纤空间。盘纤底座用于承载温控器和塑型金属底座，其中凹槽用于放置温控器，温控器采用TEC半导体制冷器件，形状尺寸与凹槽尺寸匹配。如图2所示，若干个光纤隔板分布呈间断圆环排列，这样可以适应不同长度的光纤尾纤盘放。

盘纤底座和外壳的侧壁上均设置有出纤孔，与将光纤连接到外部。

在外壳中位于盘纤底座下方设置有吸音棉隔层，在吸音棉隔层下方设置有金属隔层，在外壳中位于盘纤底座，吸音棉隔层和金属隔层的外围设置有用于填充空隙的吸音棉隔绝层。

  盘纤底座和外壳的材质为金属。

本申请的有益效果是：