[发明专利]双频光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器领域，特别涉及能够输出稳定频差的光纤激光器。主要应用于干涉测量和毫米波副载波光通信系统。

背景技术

双频光纤激光器在诸多技术领域，如干涉测量、光学传感和毫米波光纤通信等技术领域有着及其重要的作用且一直为人们所关注。尤其在近几年对测量的精度要求越来越高，以及对基于双频激光器的毫米波光纤通信研究的升温，窄线宽和高稳定频差的双频激光器逐渐成为研究的热点。

与双频气体激光器相比，双频光纤激光器可以提供高达几十甚至上百GHz的频差，而双频气体激光器最高只能达到百MHz的频差；与固体激光器相比，双频光纤激光器的线宽很窄只有十几或者几十KHz；另外气体、固体激光器结构复杂，体积庞大，相比之下光纤激光器则小巧灵活。双频掺铒光纤激光器可以分为两大类：一是利用滤波机制实现双频输出[Park N，etal.“Multiple wavelength operation of anerbium-doped fiber laser”，IEEE Photon TechnolLett，1992，4(6)：540]；二是利用光纤光栅提供反馈和选择波长实现双频输出[Sejka M，et al.“Distributed feedback Er-doped fiber laser”，Electron Lett，1993，31(17)：1445]。前者是在腔内放置两个单波长窄带滤波器或者梳妆滤波器，对宽带光源进行滤波再放大实现双频输出。后者是采用串连DBR光纤光栅激光器，DFB光纤光栅激光器，采用σ行腔光纤光栅激光器等技术实现双频输出。窄带滤波法，串连DBR、DFB光纤光栅激光器，σ行腔光纤光栅激光器输出的两个频率的光波是由不同选频器件实现的，在外界环境影响下，不同选频器件的响应存在差异，将会影响双频激光器的频差稳定性。而采用梳妆滤波器和的方法则将会导致多波长的输出，需要对输出光进行滤波，降低了泵浦光的利用效率。

发明内容

本发明针对上述结构的不足之处，从提高双频激光的频差稳定性和泵浦源利用率出发，提出了一种具有窄线宽、低噪声、结构简单、频差稳定的双频光纤激光器。

本发明的技术解决方案如下：

本发明一种双频光纤激光器，其特征在于，包括：

一泵浦源，用于泵浦有源光纤，实现粒子数反转；

一隔离器，该隔离器的输入端和泵浦源的输出端相连接，用于隔离反向传播的光，稳定泵浦源的输出和保护泵浦源；

一有源谐振腔，该有源谐振腔的输入端与隔离器的输出端相连接，用于提供光学反馈和选择激光频率；

一波分复用器，该波分复用器的输入端与有源谐振腔的输出端相连接，用于分配不同频率的激光进入不同的通道。

其中所述的泵浦源为980nm的激光泵浦源。

其中所述的有源谐振腔由依次串连的制作在普通单模光纤上的大宽带光栅、掺杂光纤和制作在保偏光纤上的光栅组成。

其中所述的制作在保偏光纤上的光栅的反射谱具有两个反射峰，且双峰对应光波的偏振态相互垂直。

本发明的突出优点：

本发明输出的双波长光波频差稳定，对外界环境不敏感；

本发明输出的激光具有线宽窄，噪声低等优点；

本发明的结构简单可靠，成本低，易于推广。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1为双频光纤激光器的结构示意图；

图2为有源谐振腔选频的光谱示意图；

图3为制作在保偏光纤上的光栅的反射谱实测图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1所示，本发明一种双频光纤激光器，其特征在于，包括：

一泵浦源1，用于泵浦有源光纤，实现粒子数反转，该泵浦源1为980nm的激光泵浦源；

一隔离器2，该隔离器2的输入端和泵浦源1的输出端相连接，用于隔离反向传播的光，稳定泵浦源的输出和保护泵浦源；

一有源谐振腔3，该有源谐振腔3的输入端与隔离2的输出端相连接，用于提供光学反馈和选择激光频率，所述的有源谐振腔3由依次串连的制作在普通单模光纤上的大宽带光栅31、掺杂光纤32和制作在保偏光纤上的光栅33组成，所述的制作在保偏光纤上的光栅33的反射谱具有两个反射峰，且双峰对应光波的偏振态相互垂直；