[发明专利]一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器，尤其一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器，属于光纤和激光器领域。

背景技术

窄线宽光纤激光器可广泛用于相干通信、传感、非线性变频、重力波探测等领域，特别是高功率窄线宽线偏振光纤激光器，成为目前激光领域研究的热点问题。由于保偏光纤存在双折射特性，在线写单个反射谱的保偏光纤光栅具有一定的复杂性和困难，尤其是高功率保偏光纤光栅，单波长、线偏振光纤激光器输出功率的提高受到限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种全光纤化，不受保偏光纤双折射特性的限制，稳定输出高功率的高功率窄线宽线偏振光纤光纤激光器。

本发明可以通过以下技术方案实现。

一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器，包括：半导体泵浦激光器1，光纤泵浦信号合束器2，写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅3，稀土掺杂光纤4，包层模式滤除器5，写制于保偏光纤上的低反光纤光栅6，输出光纤7，其特征在于半导体泵浦激光器1与光纤泵浦信号合束器2的泵浦输入端相连，泵浦激光通过光纤泵浦信号合束器耦合入激光腔，光纤泵浦信号合束器2的信号输入端光纤端面斜切，光纤泵浦信号合束器2的信号输出端与写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅3连接，高反光纤光栅3的另一端与稀土掺杂光纤4连接，稀土掺杂光纤4另一端与包层模式滤除器5连接，包层模式滤除器另一端与写制于保偏光纤上的低反光纤光栅6连接，稀土掺杂光纤作为增益介质，两个光纤光栅作为激光腔镜，低反光纤光栅另一端与输出光纤7连接以输出激光。

所述的半导体泵浦激光器1为光纤耦合的多模半导体激光器，工作波长可以是793nm或915nm或940nm或976nm。根据稀土掺杂光纤的不同而采用不同工作波长的多模半导体激光器。

所述的写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅为布拉格光纤光栅，写制于非保偏双包层光纤上，在布拉格波长处反射率大于99%，3dB带宽约为0.3nm。

所述的写制于保偏光纤上的低反光纤光栅为布拉格光纤光栅，写制于保偏双包层石英光纤上，布拉格反射谱有两个反射峰分别对应于两种偏振模式，这两个反射峰中心波长间距约为0.2nm，在布拉格波长处反射率小于60%，3dB带宽约0.1nm；

所述的稀土掺杂光纤为保偏双包层光纤，纤芯掺杂了稀土离子，可以是饵离子，镱离子，铥离子，还可以是饵镱共掺离子；

所述的包层模式滤除器用来滤除剩余泵浦及在包层里传输的激光信号；

所述高功率窄线宽线偏振光纤激光器的输出激光为线偏振激光，通过控制高反光栅及低反光栅的中心波长实现了线偏振激光输出，具体如下：高反光纤光栅与低反光纤光栅为此高功率窄线宽线偏振光纤激光器的腔镜，其中低反光纤光栅由于写制于保偏光纤上，有两个反射峰（对应于两个偏振模式），但只有一个反射峰中心波长与高反光纤光栅的反射峰中心波长对应，因此只有一个偏振模式在激光腔形成激光振荡，从而实现了线偏振激光输出。

所述的一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器的输出激光为窄线宽激光，通过控制低反光纤光栅反射峰3dB线宽小于0.1nm，有效压窄光纤激光的线宽。

所述的一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器为双包层光纤激光器，可实现高功率输出；

所述的输出光纤为保偏光纤，输出端面进行了8度角切割，抑制自激振荡的信号光端面反射。

本发明实现了一种利用全光纤结构获得高功率窄线宽线偏振激光器的方法，该结构简单，结构简单，可通过光纤光栅控制输出激光线宽，实现了全光纤焊接及全光纤化，工作性能稳定，无需维护，可广泛应用于非线性变频、光纤陀螺、光纤传感等领域。

附图说明

图1是本发明的一种结构图示图。

图中标记：半导体泵浦激光器1、光纤泵浦信号合束器2、写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅3、稀土掺杂光纤4、包层模式滤除器5、写制于保偏光纤上的低反光纤光栅6、输出光纤7。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1所示，一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器，包括：半导体泵浦激光器1，光纤泵浦信号合束器2，写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅3，稀土掺杂光纤4，包层模式滤除器5，写制于保偏光纤上的低反光纤光栅6，输出光纤7。其特征在于半导体泵浦激光器1与光纤泵浦信号合束器2的泵浦输入端相连，泵浦激光通过光纤泵浦信号合束器耦合入激光腔，光纤泵浦信号合束器2的信号输入端光纤端面斜切，光纤泵浦信号合束器2的信号输出端与写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅3连接，高反光纤光栅3的另一端与稀土掺杂光纤4连接，稀土掺杂光纤4另一端与包层模式滤除器5连接，包层模式滤除器另一端与写制于保偏光纤上的低反光纤光栅6连接，稀土掺杂光纤作为增益介质，两个光纤光栅作为激光腔镜，低反光纤光栅另一端与输出光纤7连接以输出激光。所述的半导体泵浦激光器为光纤耦合的多模半导体激光器，工作波长可以是793nm，915nm，940nm或976nm。根据稀土掺杂光纤的不同而采用不同工作波长的多模半导体激光器；所述的写制于非保偏光纤上的高反光纤光栅，为布拉格光纤光栅，写制于非保偏双包层光纤上，在布拉格波长处反射率大于99%，3dB带宽约为0.3nm；所述的写制于保偏光纤上的低反光纤光栅，为布拉格光纤光栅，写制于保偏双包层石英光纤上，布拉格反射谱有两个反射峰分别对应于两种偏振模式，这两个反射峰中心波长间距约为0.2nm，在布拉格波长处反射率小于60%，3dB带宽约0.1nm；所述的稀土掺杂光纤为保偏双包层光纤，纤芯掺杂了稀土离子，可以是饵离子，镱离子，铥离子，还可以是饵镱共掺离子；所述的包层模式滤除器用来滤除剩余泵浦及在包层里传输的激光信号；所述高功率窄线宽线偏振光纤激光器的输出激光为线偏振激光，通过控制高反光栅及低反光栅的中心波长实现了线偏振激光输出，具体如下：高反光纤光栅与低反光纤光栅为此高功率窄线宽线偏振光纤激光器的腔镜，其中低反光纤光栅由于写制于保偏光纤上，有两个反射峰（对应于两个偏振模式），但只有一个反射峰中心波长与高反光纤光栅的反射峰中心波长对应，因此只有一个偏振模式在激光腔形成激光振荡，从而实现了线偏振激光输出；所述的一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器，其特征在于激光器输出激光为窄线宽激光，通过控制低反光纤光栅反射峰3dB线宽小于0.1nm，有效压窄光纤激光的线宽；所述的一种高功率窄线宽线偏振光纤激光器为双包层光纤激光器，可实现高功率输出；所述的输出光纤保偏光纤，输出端面进行了8度角切割，抑制自激振荡的信号光端面反射。本发明实现了一种利用全光纤结构获得高功率窄线宽线偏振激光器的方法，该结构简单，结构简单，可通过光纤光栅控制输出激光线宽，实现了全光纤焊接及全光纤化，工作性能稳定，无需维护，可广泛应用于非线性变频、光纤陀螺、光纤传感等领域。