[发明专利]一种光纤内部折射率突变点阵随机分布的光纤随机激光器

说明书

本发明公开了一种依靠制作在光纤的内部的折射率突变点阵随机分布来提供随机反馈的光纤随机激光器，属于光纤激光器技术领域。本发明所述激光器包括泵浦源，波分复用器，光纤反射镜，增益光纤和光纤隔离器。本发明利用在光纤中制作随机分布的折射率突变的点阵来提供随机反馈，通过随机点阵本身或者其与光纤反射镜相结合构成激光器的谐振腔结构，实现激光振荡输出。该光纤随机激光器具有结构紧凑，制作效率高，工艺成本低，减小随机激光器的阈值功率，增强随机激光器输出激光的稳定性等特点。

技术领域

本发明属于激光器领域，更具体地，涉及一种随机光纤激光器。

背景技术

随机光纤激光器作为一种新型的光源可以实现稳定的，很低的空间相干性的连续激光输出，这使得其在光纤传感，高功率光纤激光输出，光学成像等很多应用方面都显示出了独特的优势。在最初研究报道的随机光纤激光器中大部分是通过利用光纤拉制过程中引入的折射率分布不均匀性缺陷带来的随机瑞利散射来提供随机反馈。由于光纤中的瑞利散射系数很低，因此，为了能够得到足够强的反馈，往往需要很长距离的光纤来提供足够强度的反馈。利用较长的光纤来提供随机反馈使得光纤随机激光器的系统复杂，也增大了激光器的阈值。在随后的随机光纤激光器的研究中，很大一部分的研究内容集中在如何在光纤中得到足够强度的随机反馈。为了在光纤中实现较强的随机反馈，现有的研究报道中提出了许多通过在光纤内部制作人工随机结构来增强随机光纤激光器的随机反馈强度的方案。其中常用的方法是通过在光纤中刻写多个随机分布的光纤光栅，或者刻写具有随机相移分布的光纤光栅来提供随机反馈。在基于这些方案的光纤随机激光器中，往往需要刻写较长距离的光纤光栅，这种光纤光栅对光纤光栅制作系统和制造工艺的要求较高，并且比较费时。同时，通过在光纤中刻写光纤光栅来提供随机反馈只能提供沿着光纤轴向着一个维度上的随机反馈，这使得输出的随机光纤激光器的随机特性受到一定程度的限制。

发明内容

针对光纤随机激光器存在的上述问题，本发明提出了一种结构紧凑，制作简单的通过在光纤内部制作随机分布的点阵结构提供随机反馈机制的新型随机光纤激光器，以求达到改善随机特性，提高制作效率，降低工艺成本，减小随机激光器的阈值功率，增强随机激光器输出激光的稳定性的目的。

本发明所采取的技术方案为：

一种光纤内部折射率突变点阵随机分布的光纤随机激光器，光纤激光器的反射镜为制作在光纤内部随机分布的折射率突变点阵。

进一步的，所述折射率突变点随机点阵设在光纤的纤芯区域，或设在光纤的纤芯和包层。

进一步的，所述随机点阵制作在增益光纤中，或制作在非增益光纤上后与增益光纤相连接。更进一步，本发明中所述的分布在光纤内部的折射率突变点构成的随机分布的点阵，可以根据需要直接制作在增益光纤上，也可以制作在无源光纤上，再与增益光纤通过熔接或其它方式相连接。

进一步的，所述折射率突变点构成的随机点阵中，可以通过改变折射率突变点的大小和折射率的改变量以及点阵的数量可以对点阵区域的反馈强度进行。

进一步的，所述增益光纤是单模的掺杂增益光纤、大模场的双包层增益光纤或其它类型的增益光纤。

更进一步，除了利用掺杂光纤在泵浦光的作用下产生增益以外，光纤其中的还有多种其它类型的非线性增益也可以用来作为随机激光器的增益，例如受激拉曼散射，受激布里渊散射等。

进一步的，所述激光器的腔结构包括随机点阵结构提供反馈的线性腔结构和包含随机点阵结构提供反馈的环形腔。

更进一步，根据实际的需要来选择所采用的增益光纤的类型，例如:不同的掺杂离子的增益光纤，不同几何尺寸，单模或者多模光纤等，同时根据增益光纤的类型来选择与之配套的泵浦源和泵浦方式，由此实现不同波长范围和不同功率范围的光纤激光器。