[发明专利]基于保偏光纤45度错位熔接技术的高阶拉曼抑制方法

说明书

本发明提供一种基于保偏光纤45度错位熔接技术的高阶拉曼抑制方法，在线偏振拉曼光纤激光器中利用拉曼增益谱中泵浦波和斯托克斯波正交偏振时拉曼增益较低的特点，通过保偏被动光纤的45度错位熔接实现具有波长选择特性的偏振旋转功能，使得泵浦光和低阶拉曼光的偏振方向不变，而高阶拉曼的偏振方向与泵浦光正交，从而抑制高阶拉曼的增益。

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，尤其是涉及一种高阶拉曼抑制方法。

背景技术

基于光纤受激拉曼散射的拉曼光纤激光器由于增益谱宽，具有波长灵活性等特点，因而广泛应用于光通信、超连续谱产生及特殊波段光源获取、医疗等领域。近年来，随着二极管泵浦的稀土离子掺杂光纤激光器的发展，拉曼光纤激光器的输出功率大幅提高。其中，线偏振拉曼光纤激光器在频率转换、光谱合成等领域都有重要应用。

线偏振拉曼光纤激光器目前最高输出功率仅在几十瓦量级，进一步的功率提升面临高阶拉曼激光产生等问题。目前抑制高阶拉曼的方法主要有两种，一种是使用对长波长损耗大的具有光谱选择特性的光纤，比如W型光纤、光子晶体光纤等等，需要特殊的制备工艺，并且较难实现全光纤结构；另一种是使用具有光谱选择特性的光栅，比如长周期光栅和倾斜光栅将纤芯模耦合到包层模等等。制备工艺复杂，插损较高，一般都在10％以上。但是，这两种方法在线偏振激光器中的应用尚未有公开报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于保偏光纤45度错位熔接技术的高阶拉曼抑制方法。该方法基于保偏光纤的45度错位熔接技术，通过旋转高阶拉曼的偏振方向，实现线偏振拉曼光纤激光器中的高阶拉曼抑制方案，克服现有技术的不足，达到拉曼激光器功率提升的目的。

一种基于保偏光纤45度错位熔接技术的高阶拉曼抑制方法，在线偏振拉曼光纤激光器中利用拉曼增益谱中泵浦波和斯托克斯波正交偏振时拉曼增益较低的特点，通过保偏被动光纤的45度错位熔接实现具有波长选择特性的偏振旋转功能，使得泵浦光和低阶拉曼光的偏振方向不变，而高阶拉曼的偏振方向与泵浦光正交，从而抑制高阶拉曼的增益。

具体地，所述线偏振拉曼光纤激光器包括线偏振泵浦源、线偏振信号源、保偏被动光纤以及波分复用器，所述保偏被动光纤设有三段，分别为1#段保偏被动光纤、2#段保偏被动光纤和3#段保偏被动光纤，线偏振泵浦源的输出端与波分复用器的一个输入端采用0度熔接的方式连接，线偏振信号源的输出端与波分复用器的另一个输入端采用0度熔接的方式连接，波分复用器的公共端与1#段保偏被动光纤的一端采用0度熔接的方式连接，1#段保偏被动光纤的另一端与2#段保偏被动光纤的一端采用45度熔接的方式连接，2#段保偏被动光纤的另一端与3#段保偏被动光纤的一端采用45度熔接的方式连接，3#段保偏被动光纤的另一端作为拉曼激光的输出端。

进一步地，本发明中，3#段保偏被动光纤其作为拉曼激光的输出端的一端切斜角以抑制端面反馈。

进一步地，本发明中，线偏振泵浦源和线偏振信号源的中心波长的频率间隔约为13.2THz。

进一步地，本发明中，保偏被动光纤可采用常规的熊猫形石英光纤，由纤芯、包层和涂覆层构成，偏振泵浦源输出的泵浦光和线偏振信号源输出的信号光在其纤芯中传输。

进一步地，本发明中，3段保偏被动光纤之间的相互熔接是采用45度熔接的方式加以连接。保偏被动光纤由于应力双折射，会产生两个相互正交的主轴即快轴和慢轴，两个主轴的折射率不同，因此会有折射率差。1#段保偏被动光纤的慢轴和2#段保偏被动光纤的慢轴之间呈45度角，1#段保偏被动光纤和2#段保偏被动光纤之间的熔接点为4#熔接点，经1#段保偏被动光纤的慢轴传输过来的线偏振光经4#熔接点后分解成沿着2#段保偏被动光纤的慢轴和快轴两个正交方向的光，由于两个方向的折射率不同，产生的相位差为2π/λΔnL，其中，λ是波长，Δn为快慢轴折射率差，L是2#段保偏被动光纤的长度。