[发明专利]一种基于π相移光纤光栅可调谐窄线宽激光器

说明书

本发明公开了一种基于π相移光纤光栅可调谐窄线宽激光器。包括泵浦激光器、波分复用器、掺饵光纤、隔离器、环形器、π相移光纤光栅、高反射FBG、压电陶瓷1、压电陶瓷2、耦合器构成。该系统利用π相移光纤光栅和高反射FBG的光谱受外界应力的影响向长波方向移动及π相移光纤光栅透射窗口作为窄带滤波器特点，实现可调谐窄线宽激光的输出。该发明的优点：实现可调谐窄线宽波长的输出，且方法简单可行、操作简单等特点。

技术领域

本发明涉及一种可调谐窄线宽激光器，具体为一种基于π相移光纤光栅可调谐窄线宽激光器。

背景技术

窄线宽的单纵模激光束是一种具有极低相位噪声和超长相干长度的优质激光，在光纤传感、光纤通信、激光雷达、分布式石油管道检测等领域中具有广阔的应用前景。π相移光纤光栅是指纤芯的折射率变化在某些位置存在大小为π的相位突变，从而改变光谱的分布，形成极窄的透射窗口，且相移光栅的透射窗口会随外界应力的改变而发生移动。基于此，本发明提出了采用高反射FBG和π相移光纤光栅实现可调谐窄线宽激光器。

发明内容

本发明涉及一种可调谐窄线宽激光器，利用π相移光纤光栅和高反射FBG的光谱受外界应力的影响向长波方向移动及π相移光纤光栅透射窗口作为窄带滤波器特点，实现可调谐窄线宽激光的输出。

本发明采用的技术方案如下：一种可调谐窄线宽激光器，其特征在于具体过程是:

(1)泵浦激光器输出的光进入波分复用器，然后进入掺饵光纤，从掺饵光纤出来的光进入隔离器，然后进入环形器1端口，然后由高反射FBG反射回来的光进入环形器3端口，从环形器3端口出来的光进入π相移光纤光栅；

(2)利用π相移光纤光栅的透射窗口作为窄带滤波器，当高反射的FBG反射带宽小于π相移光纤光栅的透射带宽且覆盖π相移光纤光栅的透射窗口时(详见附图2和附图3)，输出激光的中心波长就为π相移光纤光栅透射窗口的中心波长；

(3)同时调节压电陶瓷1和压电陶瓷2，对π相移光纤光栅和高反射FBG产生相同微应变，使π相移光纤光栅和高反射FBG透射窗口发生相对应的移动；假设π相移光纤光栅应变系数为a₁,高反射FBG应变系数为a₂，则要保证a₁p₁＝a₂p₂时刻相等，其中p₁为加在π相移光纤光栅上对应压电陶瓷的电压，p₂为加在高反射FBG上对应压电陶瓷的电压，就可以输出不同波长的光；

(4)从π相移光纤光栅透射出来的光进入耦合器，从耦合器一端口输出的光，再次进入波分复用器，完成一个循环；

(5)重复上述过程，当增益大于损耗的时候，获得的激光从耦合器另一个口输出激光，从而实现可调谐窄线宽激光的输出。

一种基于π相移光纤光栅可调谐窄线宽激光器，包括泵浦激光器、波分复用器、掺饵光纤、隔离器、环形器、π相移光纤光栅、高反射FBG、压电陶瓷1、压电陶瓷2、耦合器；高反射FBG的反射谱要和π相移光纤光栅的相移峰相对应，且高反射的FBG反射带宽小于π相移光纤光栅的透射带宽且覆盖π相移光纤光栅的透射窗口(详见附图2和附图3)；要保证π相移光纤光栅和高反射FBG谱线随着外界微应变移动速度相等。要设计π相移光纤光栅和高反射FBG的应变系数，当分别调节加在π相移光纤光栅和高反射FBG上压电陶瓷上的电压，保证其向长波方向移动速度相等。

本发明的优点是：实现了可调谐窄线宽激光的输出，且方法简单可行、易操作等特点。

附图说明

图1是本发明系统装置结构图。

图2是本发明π相移光纤光栅的透射谱图。

图3是本发明高反射FBG的反射谱图。