[发明专利]一种窄线宽光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，适用于通信领域。

背景技术

目前各类激光器中以光纤激光器优点最为引人注目，光纤激光器的光束质 量好，结构紧凑、热效率低、光-光转换效率高。因此在很多领域光纤激光器都 得到了很好的推广。就当前发展情况而言，光纤激光器主要有多波长、窄线宽、 高功率几个发展方向。

首先，在大功率光纤激光器方面，基于包层抽运技术的光纤激光器以其光 束质量好、转换效率高以及结构紧凑等特点吸引了人们的广泛关注。2004年光 纤激光器的单纤输出功率达到千瓦量级，2009年IPG公司报道已实现了单纤万 瓦的单模激光输出。但随着功率的增加，SBS、SRS和FWM等各种非线性效应使 得光束质量严重降低，并且成为进一步增加激光功率的巨大障碍。大模场面积 (LMA)光纤的提出成为一种可行的方法，在保持光功率密度不变的情况下，增 大光纤半径可以有效增加光纤所能承载的光功率，为大功率光纤激光器的制备 提供了必要的前提。但由于光纤半径增加幅度有限，过大的光纤半径使得模场 变的复杂，光束质量得不到保证，因此该方法能够解决的问题受到光纤尺寸的 限制。

另一种方法为主控振荡器的功率放大器(MOPA)，这种方法可以有效增加激 光器功率，而且输出激光的质量很高，但同样受到单根光纤光功率承载能力的 限制。

其次，在窄线宽方面，光纤激光器以小型化为主，更多的是追求更窄的线 宽，输出激光的功率多数不高，而且在不改变激光器结构的情况下很难有大的 改善。

因此，目前光纤激光器很难同时实现窄线宽与高功率，而且结构复杂，可 扩展性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

目前光纤激光器很难同时实现窄线宽与高功率，而且结构复杂，可扩展性 差。

本发明的技术方案为：

一种窄线宽光纤激光器，该激光器包括第一至第2*N有源单模光纤，第一 至第2*N光纤光栅，第一至第N耦合器，第一至第N泵浦源，其连接方式为：

第一泵浦源的输出端与第一光纤光栅的一端连接，第一光纤光栅的另一端 与第一有源单模光纤的一端连接，第一有源单模光纤的另一端与第一耦合器的 第一端口连接，第一耦合器的第三端口与第二有源单模光纤的一端连接，第二 有源单模光纤的另一端与第二光纤光栅连接。

第二泵浦源的输出端与第三光纤光栅的一端连接，第三光纤光栅的另一端 与第三有源单模光纤的一端连接，第三有源单模光纤的另一端与第二耦合器的 第一端口连接，第二耦合器的第三端口与第四有源单模光纤的一端连接，第四 有源单模光纤的另一端与第四光纤光栅连接，第二耦合器的第四端口与第一耦 合器的第二端口连接。

第三泵浦源的输出端与第五光纤光栅的一端连接，第五光纤光栅的另一端 与第五有源单模光纤的一端连接，第五有源单模光纤的另一端与第三耦合器的 第一端口连接，第三耦合器的第三端口与第六有源单模光纤的一端连接，第六 有源单模光纤的另一端与第六光纤光栅连接，第在三耦合器的第四端口与第二 耦合器的第二端口连接。

第N泵浦源的输出端与第2*N-1光纤光栅的一端连接，第2*N-1光纤光栅 的另一端与第2*N-1有源单模光纤的一端连接，第2*N-1有源单模光纤的另一 端与第N耦合器的第一端口连接，第N耦合器的第三端口与第2*N有源单模光 纤的一端连接，第2*N有源单模光纤的另一端与第2*N光纤光栅的一端连接， 第N耦合器的第二端口与第一耦合器的第四端口连接。

激光从第2*N光纤光栅的另一端输出。

N＝2～100的整数。

所述的第一至第2*N有源单模光纤掺杂稀土离子，包括铒离子、镱离子、 或铥离子。

所述的第一至第2*N光纤光栅均为窄带布拉格光纤光栅，反射谱中心波长 一致，均在掺杂离子的有源单模光纤的增益光谱范围内取值。

第一至第2*N-1光纤光栅的反射谱一致，中心波长反射率大于99％。

第2*N光纤光栅中心波长反射率为10％～70％。

所述的第一至第N耦合器的分光比均为50∶50。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：