[发明专利]独立线型腔波长间隔可调单偏振双波长光纤光栅激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器，具体地讲是一种独立线型腔波长间隔可调单偏振双波长光纤光栅激光器。

背景技术

普通光纤的双折射小，在普通光纤上制作光纤光栅的只有一个反射峰，这一个反射峰内包含两个偏振态。由于保偏光纤双折射大，快慢轴的有效折射率不同，有2个独立的偏振态，在保偏光纤上制作的光纤光栅有2个反射峰，这2个反射峰对应着独立的2个偏振态<宁提纲等“利用光栅研究保偏光纤温度特性”中国激光33(8)2006 p.1078～1080”>，这两个反射峰都是单偏振态的。

光纤光栅激光器是光纤通信系统中一种很有前途的光源，它的优点主要体现在：(1)半导体激光器的波长较难符合ITU-T建议的WDM波长标准，且成本很高，而稀土掺杂光纤光栅激光器利用光纤光栅等能非常准确地确定波长，且成本很低。(2)用作增益的稀土掺杂光纤制作工艺比较成熟，稀土离子掺杂过程简单，光纤损耗小。(3)采用灵巧紧凑效率高的泵浦成为可能。(4)光纤光栅激光器具有波导式光纤结构，可以在光纤芯层产生较高的功率密度。光纤结构具有较高的面积-体积比，因而散热效果较好。与标准通信光纤的兼容性好，可以采用光纤光栅、耦合器等多种光纤元件，减小对块状光学元件的需求和光路机械调整的麻烦，极大地简化光纤光栅激光器的设计及制作。(5)宽带是光纤通信的主要发展趋势之一，而光纤光栅激光器可以通过掺杂不同的稀土离子，在380～3900nm的宽带范围内实现激光输出，波长选择容易且可调谐。(6)高频调制下的频率啁啾效应小、抗电磁干扰，温度膨胀系数较半导体激光器小等。

而普通的非保偏光纤，由于制造工艺造成纤芯截面有一定的椭圆度，或是由于光纤组分材料的热膨胀系数不均匀性，造成光纤截面上各向异性的应力或外加应力，导致光纤折射率的各向异性。总之，当光纤截面的对称性遭到破坏，由双折射形成的两个不同传输常数的正交偏振模之间会产生相互耦合，由于两个偏振模的传输常数相差很小，因而模式耦合很强。光纤结构本身存在的双折射和外界对光纤的作用都是随机的，因而偏振模之间的耦合是随机的，因此一般情况下，光纤激光器输出的激光为偏振混乱的，无法达到半导体激光器输出激光的偏振度，这样的激光输出在很多情况下都无法实用。目前单偏振双波长光纤激光器是在实验室实现的，利用了保偏光纤、保偏耦合器以及偏振控制等复杂的控制方式，波长间隔不可以调节，成本高昂，实用化难度大。本发明不需要复杂的偏振控制控制，采用简单低成本的普通有源光纤、普通耦合器就可以实现单偏振双波长，并且采用简单方法就可以实现波长间隔调谐。

发明内容

本发明的目的就是提供一种独立线型腔波长间隔可调单偏振双波长光纤光栅激光器，它能克服已有的单偏振双波长光纤光栅激光器的不足，实现不需要偏振控制的单偏振双波长光纤光栅激光器，且波长间隔可以调节。

本发明一种独立线型腔波长间隔可调单偏振双波长光纤光栅激光器，构成该激光器各部件间的连接为：

1)第一有源光纤和第二有源光纤通过保偏光纤光栅连接；

2)在第一有源光纤和第二有源光纤的另外两端接入第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅，第一和第二宽带光纤光栅的反射谱互相隔开，或有较弱的重叠部分；在保偏光纤光栅上，加上调节器，用于调节保偏光纤光栅的反射峰波长间隔；

3)在第一和第二宽带光纤光栅的后面，分别利用耦合器把第一泵浦光和第二泵浦光耦合进有源光纤中。

4)保偏光纤光栅的两个反射峰分别与第一第二宽带光纤光栅形成不同波长的激光谐振腔，产生激光，在第一线型腔或者第二线型腔端部输出双波长激光。

宽带光纤光栅的反射谱的重叠部分对应的反射率比保偏光纤光栅的反射率至少低1dB。

保偏光纤光栅、第一和第二宽带光纤光栅，三个光栅构成两个独立的激光腔，其中保偏光纤光栅两个腔共用。

有源光纤或为保偏有源光纤，有源光纤为掺铒、或掺镱、或掺钬、或镱铒共掺、或掺钍、或掺镨、或掺钕光纤。

利用温度或/和应力调节保偏光纤光栅的波长间隔。

改变保偏光纤光栅的反射峰波长间隔来改变输出的单偏振双波长激光的波长间隔。

调节保偏光纤光栅的两个反射峰的波长间隔，对应产生的双波长间隔变化相同的值。实现输出单偏振双波长激光输出的波长间隔调整。