[发明专利]一种短腔可调的光纤法布里‑珀罗谐振腔结构及可调激光器

说明书

技术领域

本发明涉及法布里-珀罗谐振腔的研究领域，特别涉及一种短腔可调光纤法布里-珀罗谐振腔结构及可调激光器。

背景技术

目前，法布里-珀罗谐振腔被广泛的应用于激光器、滤波器、干涉仪和传感等各个方面。这种谐振腔具有灵敏度高、结构简单、使用方便等优点。市场上的法布里-珀罗腔多为玻璃反射镜组成的谐振腔，这种谐振腔体积较大、使用不便、制造成本较大，限制了其应用范围。并且市场上所用的谐振腔大多腔长固定，使用很不方便。

随着光纤技术的逐渐成熟，光纤器件成为研究热点。光纤主要由二氧化硅组成，非常小巧，具有非常强的抗腐蚀性和抗电磁干扰能力，非常适合在微型光学器件中应用。通过镀膜技术或者光栅刻写技术，都可以在光纤上形成反射镜面，从而构成微型光纤法布里-珀罗谐振腔。透明弹性胶的化学性质稳定，其杨氏模量和泊松比远小于石英光纤，能够对光纤进行完美地软连接，且其折射率与二氧化硅接近，实现光纤谐振腔的腔长可调功能。

发明内容

1、发明目的。

本发明为了能够实现光纤法布里-珀罗谐振腔的波长调整，同时又适于光纤环境下的低成本高效率使用，从而提出了一种短腔可调的光纤法布里-珀罗谐振腔结构及可调激光器。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种短腔可调型光纤法布里-珀罗谐振腔结构，包括左侧光纤、左侧反射镜、透明弹性硅胶、右侧反射镜、右侧光纤，左右侧反射镜分别附着在左右光纤平行的端面并且反射镜面相对设置，透明弹性胶粘合两侧光纤上的反射镜面形成长短且可调的光纤法布里-珀罗谐振腔。

更进一步具体实施方式中，所述反侧射镜面为光纤光栅或者镀膜端面，镀膜优选为金属镀层或多层介质膜。

更进一步具体实施方式中，所述透明弹性胶为透明高聚物胶。

更进一步具体实施方式中，所述的透明高聚物胶为有机硅胶。

更进一步具体实施方式中，所述透明弹性胶的杨氏模量和泊松比分别低于石英光纤。

更进一步具体实施方式中，所述的两个反射镜面距离小于15微米。

更进一步具体实施方式中，所述光纤为普通单模光纤、掺杂增益光纤、多模光纤特种光纤。

一种光纤法布里-珀罗谐振腔结构的可调滤波器，左侧反射镜和右侧反射镜为反射膜或光纤光栅，还包括压电陶瓷、左侧固定胶、右侧固定胶和压电控制器，左侧固定胶、右侧固定胶分别将左侧光纤和右侧光纤固定在压电陶瓷上，压电控制器控制压电陶瓷伸缩。

一种光纤法布里-珀罗谐振腔结构的可调激光器，包括左侧光纤和右侧光纤为掺铒光纤、左侧反射镜和右侧反射镜为布拉格光栅，还包括压电陶瓷、左侧固定胶、右侧固定胶和压电陶瓷控制器；左侧布拉格光栅刻写在左侧掺铒光纤上，右侧布拉格光栅光纤刻写在右侧掺铒光纤上，左侧掺铒光纤和右侧掺铒光纤分别与有机硅胶的左右两侧相连，输入掺铒光纤和输出掺铒光纤分别通过左侧固定胶与右侧固定胶固定在压电陶瓷上，压电陶瓷控制器控制压电陶瓷伸缩。

3、本发明所产生的技术效果。

(1)本发明透明弹性胶的设置在外界沿光纤轴向拉力的驱动下，这种光纤法布里-珀罗谐振腔的长度是可伸长的，释放沿光纤轴向拉力这种光纤法布里-珀罗谐振腔的长度恢复原状态，因此其谐振腔的长度是调节的。使用中对透明弹性胶的拉伸小于1微米的，保证拉伸过程中透明弹性胶不会脱离光纤。按照图4所示，小于1微米的透明弹性胶伸缩量已经可以引起足够的谐振波长移动。

(2)本发明由于透明弹性胶的杨氏模量和泊松比都远小于光纤，所以外界应力作用于该结构时，几乎所有长度变化都发生在透明弹性胶区域，而光纤基本不受外界应力影响，对光纤的作用损害较小。

(3)、本发明的光纤法布里-珀罗腔的腔长能做到15微米以下，反射镜面的反射率能做到99％以上，实现几十纳米甚至更大的谐振峰间隔。

(4)、本发明采用的反射镜面可以通过光纤镀膜技术获得，通过透明弹性胶连接后形成谐振腔，可应用于可调滤波器和光栅解调仪。

(5)、本发明采用的反射镜面可以通过光栅刻写技术获得，与透明弹性胶结合形成谐振腔，应用于光纤激光器中，可根据需要调节腔长，实现输出波长可调。

综上所述，本发明的一种短腔可调的光纤法布里-珀罗谐振腔结构，结构具有灵敏度高、结构简单成本低、腔长可调、适于广泛生产的优点，整个谐振腔皆由光纤和透明弹性胶构成，具有非常强的抗腐蚀性，适合应用于光纤激光器、可调滤波器和光栅解调仪中。

附图说明

附图标记说明：