[发明专利]一种稳频随机光纤激光器及窄线宽测量方法

说明书

本发明属于光纤激光器技术领域，公开了一种稳频随机光纤激光器及窄线宽测量方法，用于解决现有随机激光器存在的难以得到频率稳定的激光输出以及窄线宽测量难度大的问题。本发明包括窄线宽泵浦光源、第一光放大器、第二光放大器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、增益光纤和光隔离器，窄线宽泵浦光源与第一光放大器连接，第一光放大器与第一环形器连接，第一环形器与第一耦合器连接，第一耦合器经增益光纤连接有光隔离器；第一耦合器与第二环形器连接，第二环形器与第三耦合器连接，第三耦合器与第二耦合器连接，第二耦合器与第三耦合器连接，第二耦合器与第二光放大器连接，第二光放大器与第二环形器连接。

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，具体公开了一种稳频随机光纤激光器及窄线宽测量方法。

背景技术

自从1968年俄国科学家V.S.Letokhov理论上预言随机激光器(RLS)的存在后，随着对于RLS的各种研究，RLS日益受到人们的关注。与常规的激光器需要通过固定反射镜形成的空腔相比，RLS仅仅依靠活性介质和散射介质，在其中光学反馈由多个光散射来实现；光在从增益介质逸出之前经历多重散射，而多重散射使光在增益介质内的占据时间增长，从而使光在介质中得到放大。在这种情况下，就不需要通过固定反射镜来将光束缚在增益介质中，只需要通过强散射就可以完成；由于强散射通常发生在无序的增益介质中，所以通常称为随机激光。

传统固定腔结构的激光器通常由于增益和散射混合在一起，容易造成增益不连续，要实现稳定的窄线宽激光输出通常需要复杂的光路结构与控制技术。相比之下，随机激光器具有结构简单、输出线宽窄，由于没有固定腔长可制成任意形状，时域相干空域不相干等优点，使其在光显示、光传感和光成像等领域都具有极好的应用前景。

然而，通常随机激光器由于没有固定的腔长与反馈，难以得到频率稳定的激光输出。此外，在对窄线宽激光器的线宽测量中，通常采用的零差及延时自外差方法要实现kHz量级的线宽测量，往往需要上百公里长的延时光纤，从而增加了测量难度。

发明内容

本发明为了解决现有随机激光器存在的难以得到频率稳定的激光输出以及窄线宽测量难度大的问题，而提供一种稳频随机光纤激光器及窄线宽测量方法，本发明的随机光纤激光器具有结构简单的特点，能够得到频率稳定的激光输出；通过本发明的随机光纤激光器在不需要太长的增益光纤即能够对kHz量级窄线宽泵浦源进行线宽测量，并得到百Hz量级的高分辨率，降低了窄线宽测量难度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种稳频随机光纤激光器，包括窄线宽泵浦光源，还包括第一光放大器、第二光放大器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、增益光纤和光隔离器，所述窄线宽泵浦光源与第一光放大器的输入端连接，所述第一光放大器的输出端与第一环形器的第一端口连接，所述第一环形器的第二端口与第一耦合器的第一端口连接，所述第一耦合器的第二端口经增益光纤连接有光隔离器；所述第一耦合器的第三端口与第二环形器的第二端口连接，所述第二环形器的第三端口与第三耦合器的第一端口连接，所述第三耦合器的第三端口与第二耦合器的第一端口连接，所述第二耦合器的第四端口与第三耦合器的第二端口连接，所述第二耦合器的第三端口与第二光放大器连接，所述第二光放大器的输出端与第二环形器的第一端口连接。

所述第一环形器的第三端口连接有滤波器。

所述窄线宽泵浦光源为窄线宽连续激光器，所述窄线宽连续激光器的波长为1100-1650nm，所述窄线宽连续激光器的线宽小于10MHz。

所述第一耦合器的耦合比为1:1,所述第二耦合器的第一端口到第四端口的输出耦合比为99％，所述第三耦合器的第二端口到第三端口的输出耦合器比为99％，所述第二耦合器和第三耦合器的第一端口到第三端口的输出耦合比为1％。

所述第二耦合器与第三耦合器之间的连接光纤的长度为5m。