[发明专利]一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器及系统

说明书

本发明涉及光信号技术领域，具体涉及一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器及系统。其中一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器包括掺铥光纤，预置有带相移的光纤布拉格光栅，掺铥光纤用以接收一泵浦光信号，于所述泵浦光信号被传输至相移光栅处，所述相移光栅基于所述泵浦光信号形成一激光振荡并输出一单频激光信号；波分复用器，设置于单频激光信号输出光路轨迹上，用以接收所述光信号并输出所述光信号至所述相移光栅，或者，用以接收所述单频激光信号，并沿所述单频掺铥分布光纤输出所述单频激光信号。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器及系统。

背景技术

窄线宽单频激光凭借其单频特性以及光谱纯度高，激光线宽窄等优点在量子光学、冷原子物理、高功率激光系统、激光雷达和相干通信等领域有着重要应用价值。其中量子光学和冷原子研究领域除了要求单频激光的线宽的要求之外往往还对输出波长有着特殊的需求，只有当单频激光波长对应的光子能量正好满足能级差时才可实现应用，所需的具体波长可以从160nm的极紫外波段到6um的远红外波段。

现有的技术可以采用固体激光器，半导体激光器，光纤激光器等类型的激光器结合不同的增益介质再加以各种非线性频率变换技术来实现不同波段的窄线宽单频激光输出，其中单频钛宝石激光器作为最成熟的固体单频激光器可以在800nm附近实现瓦量级的单频激光器输出，进一步结合非线性频率变换可以将波长拓展至紫外波段，但其整个系统为全空间光路结构，存在着体积大，稳定性不佳，易受环境干扰的问题；单频半导体激光器通过灵活设计芯片中PN结间隔可以实现各个波段的单频激光输出，且体积小巧，稳定性好，但存在着输出功率较低的缺点，在某些情况下无法满足应用需求；单频光纤激光器一般采用单频种子激光器加光纤放大器的结构，通过选择不同的增益，已经可以在950-2200nm实现高功率单频激光输出，但是功率不够，进一步结合非线性频率变换技术可以将波长拓展至全波段。但在掺铥光纤激光器波段，也就是1700-2200nm，现有技术仅有采用单频半导体种子激光器结合光纤放大器可输出单频激光信号，但输出的单频激光线宽大于1MHz，在很多应用中无法满足需求。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本申请提供一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器及系统，旨在提供高功率、线宽小于1MHz的单频激光信号，具体地：

一方面，本申请提供一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器，包括掺铥光纤，其中，还包括：

分布反馈光纤布拉格光栅，写在所述掺铥光纤上，所述分布反馈光纤布拉格光栅预置有相移，用以形成相移光栅；

泵浦光源单元，用以形成所述一泵浦光信号，并输入到相移光栅中；

所述掺铥光纤用以接收所述泵浦光信号，所述泵浦光信号被传输至相移光栅处，所述相移光栅基于所述泵浦光光信号形成一激光振荡并输出一单频激光信号。

优选地，上述的一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器，其中，所述单频激光信号的波长范围为1700nm～2200nm。

优选地，上述的一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器，其中，还包括，

一波分复用器，设置于单频激光信号输出光路轨迹上，用以接收所述泵浦光信号并输出泵浦所述光信号至所述相移光栅，或者，

用以接收所述单频激光信号和所述泵浦光信号的混合信号，并将两个信号分开至两路光纤中。

优选地，上述的一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器，其中，还包括，

一隔离单元，设置于所述单频激光信号光路轨迹上，用以接收所述单频激光信号，所述隔离单元的输出端形成所述窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器的输出端。

另一方面，本申请再提供一种高功率单频掺铥光纤激光系统，其中，包括上述任一项所述的一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器，还包括，