[实用新型]一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构及光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤激光器领域，具体涉及一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构及光纤激光器。

背景技术

对于光纤激光器，单色性，相干性，是衡量一束激光的重要指标。虽然光纤激光器的输出功率达到了千瓦的级别，但其输出光的线宽一般为几纳米，甚至几十纳米，这对于一些更注重输出功率大小的领域不会造成影响，如切割、打标等。但是在相干通信、激光雷达等领域，激光器的线宽和光束质量等指标显得尤为重要。越窄的光纤激光器，其相干性越佳，其相干距离越长，其单色性越好，其在激光雷达等领域，测试的精度越精确，测试的距离越长。

仅使用最基本的谐振腔构造光纤激光器的结构无法实现激光的单纵模输出，且线宽较宽。目前国内外实现光纤激光器窄线宽输出的方法主要有以下几种：①外腔压缩法，②光窄带滤波器法，③饱和吸收体法，④偏振非相干法，⑤光纤散射效应法。其中①外腔压缩虽然可以对激光线宽极限压窄，实现超窄线宽的获取，但由于其对实验环境要求高、系统复杂，无法满足实际应用中对系统集成性与适应性的需求；②光窄带滤波器法与③饱和吸收体法则由于本身的压窄线宽的能力有限，且会出现频漂严重的现象，常作为辅助手段；④偏振非相干技术由于原理上的限制，仅适用于驻波腔型的光纤激光器；而利用⑤光纤散射效应压窄线宽的方法具有实验要求低、线宽窄、适用性强等优点，还可以配合其他方法实现线宽的进一步压窄并提高输出激光的稳定性，然而传统的基于SBS的窄线宽获取方式由于受激布里渊散射光本身的带宽限制，无法得到kHz甚至更窄的激光线宽。

因此，有必要研究如何获得更窄线宽的光纤激光器。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的其中一个目的是提供一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构，包括半导体种子源、单模无源光纤和隔离器，种子源经单模无源光纤与隔离器相连并从隔离器输出。

优选地，单模无源光纤的长度为30m-300m。

优选地，单模无源光纤的长度为50m-200m。

本实用新型的其中一个目的是提供一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光纤激光器，

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光纤激光器，包括半导体种子源、单模无源光纤和隔离器，种子源经单模无源光纤与隔离器相连并从隔离器输出，单模无源光纤的长度为30m-300m，单模无源光纤缠绕成光纤圈并固定于光纤激光器中。

优选地，单模无源光纤缠绕成5-10cm的光纤圈。

本实用新型采用光纤散射效应法中的受激瑞利散射方法，通过在半导体种子源(无内置隔离器)后接一段单模无源光纤，明显压窄了半导体激光器的线宽，将线宽从200KHz压窄到几KHz，保存了半导体激光器的优势，频率稳定性高，频漂小，且FSR较大，操作简单，易于实现，成本较小，为实现高功率激光器的单频输出提供了可能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构。

图2是本实用新型实施例2的利用延时自外差法测得的拍频图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种基于受激瑞利散射实现窄线宽输出的光路结构，包括半导体种子源1、单模无源光纤2和隔离器3，种子源经单模无源光纤2与隔离器3相连并从隔离器3输出。

在早期的基于应用流体学的受激瑞利散射理论中，主要从电致伸缩作用以及介质吸收光子产生的热作用这两方面考虑介质密度对光场的影响。而在实际过程中，与主要受电致伸缩效应影响的SBS不同，受激瑞利散射由于需要低频的行波与同向传输的光波实现相位匹配，低频的熵波在其产生过程中起更主要的作用，因此忽略了电致伸缩作用的影响，主要对受激热瑞利散射进行理论分析。由理论分析可知，

受激瑞利线宽：