[发明专利]一种谐振腔泵浦增强型光纤激光器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种谐振腔泵浦增强型光纤激光器，属光纤激光器技术领域。

(二)背景技术

随着光通信技术的发展以及在国民经济各部门中的应用，对于光纤通信技术中信号源的要求也越来越高。现在对光通信领域的研究和引用主要集中在三个波段：S波段(约1480-1530nm)，C波段(约1530nm-1565nm)，L波段(约1570-1610nm)。光纤激光器的诞生，以其较低的制造成本，较多的输出波长，较高的可调谐性以及非常高的电光效率，极大地推动了光纤通信的发展。现阶段的光纤激光器大多使用半导体激光器做泵浦源，但半导体激光器能够输出的光波长较少，不能满足光纤激光器对于泵浦光波长的要求，传统的解决方法是利用LD泵浦的光纤激光器做泵浦源，采用多级泵浦的方式(如图3)，可以较好的解决上述问题。如2007年10月第5期《激光技术》杂志542页《掺铥激光器研究进展》第2.3节提到的即是上述泵浦方法。但这种方法是通过引入一个光纤激光器的方式来实现泵浦的，在两个谐振腔之间不可避免地存在着连接损耗，第一级光纤激光器输出能量较低，受到第一级谐振腔的限制光增益不能做的很大，泵浦效率比较低，光束质量也相对较差。以上问题都制约着这种泵浦技术的发展，迫切需要采用一种新的泵浦方式解决上述问题。

(三)发明内容

为克服现有技术的缺陷和不足，本发明提出了一种谐振腔泵浦增强型光纤激光器。

一种谐振腔泵浦增强型光纤激光器，包括泵浦源和与其相连的谐振腔，其特征在于谐振腔由谐振腔掺杂光纤和两段刻有两个光纤光栅的石英光纤组成，两段石英光纤分别通过连接器连接在谐振腔掺杂光纤两端，连接方式采用机械对齐方式，其中谐振腔掺杂光纤与两个石英光纤中的近端光纤光栅组成内部谐振腔泵浦增强模块；谐振腔的一端连接泵浦源，另一端与波分复用耦合器(WDM)相连；泵浦源发出的光通过一侧的石英光纤进入谐振腔内，经谐振腔及内部谐振腔泵浦增强模块振荡放大增强后产生激光，激光经波分复用耦合器一端输出。

所述的泵浦源是980nmDFB半导体激光器。

所述的谐振腔掺杂光纤是铥镱共掺碲化物光纤，其中掺杂铥(Tm³⁺)的浓度为800-1200ppm，掺杂镱(Yb³⁺)的浓度为400-800ppm。

优选的，所述的谐振腔掺杂光纤中Tm³⁺的掺杂浓度为1000ppm，Yb³⁺的掺杂浓度为600ppm。

所述的谐振腔掺杂光纤的长度为8m到20m。

优选的，所述的谐振腔掺杂光纤的长度为13.5m。

所述的两段石英光纤上的两光纤光栅中，两近端内侧的光纤光栅的反射中心波长为1064nm，远端外侧的两光纤光栅反射中心波长为1470nm。

所述的泵浦源端的石英光纤中光进入方的光纤光栅对1470nm的光的反射率大于等于99％；另一个光纤光栅对1064nm的光的反射率大于等于99％。

所述的激光输出方一端的石英光纤中内侧光纤光栅对1064nm的光的反射率大于等于99％；另一个光纤光栅对1470nm的光的反射率大于等于90％。

本发明在使用时，980nm泵浦光对铥镱共掺的碲化物光纤进行端面泵浦，其中碲化物光纤中的Yb³⁺经过980nm光泵浦后可以发出中心波长在1064nm左右的荧光，而中心波长在1064nm波段的光正好又可以作为Tm³⁺的泵浦光，发出中心波长在1470nm左右的荧光，由于内侧的一对光纤光栅的反射中心波长恰好在1064nm，因此这个波段左右的荧光将会在内部谐振腔内振荡放大，同时又不停地向1470nm左右的光进行转化，整个过程从最终的效果看，是输入980nm的泵浦光，输出了1470nm左右的荧光，在外侧1470nm反射光纤光栅的作用下，形成了稳定的激光振荡，最终光束经过一个双信道波分复用耦合器，从1470nm输出端输出1470nm左右的激光，而多余的泵浦光从另外一个信道输出，1470nm波段的光属于S波段。