[发明专利]一种基于随机相移电栅的随机光纤激光器

说明书

一种基于随机相移电栅的随机光纤激光器，包括掺铒光纤放大器、可饱和吸收体、光隔离器、电光调制器、光滤波器、10:90光耦合器、偏振控制器、宽带微波源、微波隔离器、微波环形器和随机相移电栅；其中随机相移电栅由阻抗不连续点、外包层、外层导体、内包层和内层导体组成，随机相移电栅是在同轴电缆上通过机械加工获得阻抗不连续点。作为随机激光器中一种新的散射介质使用。本发明利用随机微波信号作为调控信号，解决了随机激光器内光散射介质损耗过大和方向性差的问题，该制作工艺简单，参数受环境因素影响较小。

技术领域

本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种基于随机相移电栅的随机光纤激光器。

背景技术

随机激光器是激光领域内一种具有新的反馈特性的分支，其新颖性在于去除了传统激光器中光学谐振腔，在介质中存在足够增益的基础上，利用无序介质中的多重散射来实现激光的激射。光纤随机激光器与传统激光器相比，具有相位噪声低、稳定性好、可靠性高等突出优点，可望成为新一代的光纤激光器，应用于光通信、光传感、无散射斑成像以及高功率激光源等领域。随机激光器目前主要包括填充型光纤随机激光器，光栅型随机激光器、单模光纤型随机激光器。上述激光器采用光学材料作为随机反馈介质，激光器输出效率和功率一般很低，且输出多为相干随机激光，存在较强的模式竞争，输出激光光谱和强度较不稳定，极大影响了其在传感、成像等方面的应用。

发明内容：

基于此，本发明目的在于提供一种基于随机相移电栅的随机光纤激光器，拟在同轴电缆上刻写随机相移电栅作为新的散射介质，通过随机相移电栅产生随机微波信号，再将随机信号加至电光调制器对激光器内的光强、相位等参数进行调控，主要研究相移电栅的各参数对随机信号时域和频域特性的影响；研究激光器内光纤色散系数、非线性特性、偏振态、输入随机微波信号等参数对随机脉冲脉宽、形状以及频谱特性的影响。

本发明的技术方案：

一种基于随机相移电栅的随机光纤激光器，由掺铒光纤放大器、偏振控制器、电光调制器、微波环形器、光隔离器、可饱和吸收体、光滤波器、10:90光耦合器、微波隔离器、随机相移电栅和宽带微波源组成。其中电光调制器由a、b、c三个端口组成，a口为电光调制器的光输入端，b口为电光调制器的输出端，c口为调制信号输入端，微波环形器由d、e、f三个端口组成，d、e、f三个端口分别对应微波环形器第一端口、第二端口和第三端口，10:90光耦合器由g、h、i三个端口组成，g为10:90耦合器的10％端口，h为10:90耦合器90％端口，i为10:90耦合器的公共端口，所述三端口元件，在连接构成激光器时，端口不可互换，其余器件均由两个端口组成；所述掺铒光纤放大器的输出端与可饱和吸收体的一端相连，可饱和吸收体的另一端与光隔离器的一端相连接光隔离器的另一端与电光调制器的光输入端口相连，电光调制器的输出端口与光滤波器相连接，光滤波器的另一端与10:90耦合器的公共端口连接，10:90耦合器的90％端口与偏振控制器的一端相连，偏振控制器的另一端掺铒光纤放大器的输入端口相连，电光调制器的调制信号输入端口与微波环形器的第三端口相连，微波环形器的第二端口与随机相移电栅中的一端相连，微波环形器的第一端口与微波隔离器的输出端口相连，微波隔离器的输入端口与宽带微波源的输出端口相连，微波隔离器确保微波单向传输。10:90光耦合器的10％端口作为光纤激光器的输出端口。随机相移电栅由阻抗不连续点、外包层、外层导体、内包层和内层导体组成，随机相移电栅是在同轴电缆上通过机械加工获得阻抗不连续点，随机相移电栅与微波环形器的第二端口通过同轴电缆相连接。

本发明的工作原理：