[发明专利]可调谐小波长间隔等功率双波长光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种光纤激光器，特别是一种可调谐小波长间隔等功率双波长光纤激光器。

背景技术

小波长间隔激光器可通过差频可以产生THz（也称亚毫米波段）的输出，该方法它具有使用方便、室温运转、寿命长和性能稳定等优点。但为了产生腔外差频，不仅需要这两个波长同时振荡，并且输出强度（单位时间输出的光子数）应基本相等。在实验中,实现这两个波长同时振荡并非难事,但要使这两个波长输出功率达到接近功率输出却并非易事，要实现小波长间隔可调谐双波长等功率输出就更困难。

目前，小波长间隔激光器得研究大都在集中在固体激光器领域，通过提取不同的分裂谱线的方法获得，在功率控制方面主要有两种方法，其一是在腔内增加布儒斯特窗片,由于不同波长的布儒斯特角是不同的,通过调节布氏片的倾角细调两个波长的损耗,改变某波长的损耗自然可以改变该波长的输出比例；其二就是通过改变反射镜和输出镜的反射率，在调整过程中不仅要针对不同波长改变输出镜的透射率，有时还必须调整反射镜的反射率，使两波长通过腔镜获得相同的正反馈。这两种方法都比较复杂，实现起来有很大的难度，而且效果不很理想。

光纤激光器以其体积小、效率高、稳定性好、光束质量好等优点，发展十分迅速，目前在光纤激光器中尚未见小波长间隔激光器的报道。

发明内容

针对目前现有小波长间隔激光器中所存在的问题，本发明的目的在于，提供一种小波长间隔可调谐等功率双波长光纤激光器，采用光纤环形镜作为腔镜，其中一端采用耦合比为50：50光纤环形镜作为宽谱全反射镜，另一端采用采用耦合比远离50：50光纤环形镜作为输出镜，在光纤激光器内接入一个全光纤结构的射频调制的滤波器，当滤波器的吸收谱与有源光纤的增益谱中心重叠时，滤波器的吸收谱就形成对有源光纤的增益谱调制作用，其结果使调制后的增益谱由过去的单峰谱变为类似于驼峰状的双峰谱，如果这两个净增益谱的峰值高度相同，在宽谱反射镜的作用下，所激发的激光波长就会形成双波长输出。当控制滤波器的吸收谱，使其吸收谱展宽，所形成的驼峰状的净增益谱的双峰间隔变大，所形成的双波长间隔可调谐激光输出。同时利用耦合比为50：50光纤环形镜的第2端口对激光器两波长的输出功率进行监测，利用监测数据通过对射频电源输出频率进行反馈控制，改变插入吸收谱中心波长，使得两波长的净增益相同，实现光纤激光器双波长等功率输出控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种可调谐小波长间隔等功率双波长光纤激光器，包括第一光纤环形镜、光纤固定牵拉支架、三角形振动传递器、压电陶瓷PZT、垫块、射频电源、双包层非掺杂光纤、双包层掺杂光纤、波分复用器WDM、泵浦源、第二光纤环形镜、输出尾纤、准直透镜、反射光栅、第一光功率计、第二光功率计和自动频率控制电路；其中，所述光纤环形镜的第1臂、双包层非掺杂光纤、双包层掺杂光纤、波分复用器WDM的复用端首尾相连依次熔接，波分复用器WDM的泵浦端与泵浦源熔接，波分复用器WDM的信号端与第二光纤环形镜的第1臂熔接，第二光纤环形镜的第2臂与输出尾纤相连；第一光纤环形镜的第2臂与准直透镜中心共线，且第一光纤环形镜的第2臂出光端点位于准直透镜的前焦点，反射光栅倾斜45度放置在第一光纤环形镜的第2臂的出射光的准直光路上，反射光栅出射的两路光分别入射到第一光功率计和第二光功率计，第一光功率计和第二光功率计分别连接自动频率控制电路，自动频率控制电路的输出端连接射频电源；所述光纤固定牵拉支架包括左瓣和右瓣，所述左瓣和右瓣之间通过刚性支撑架连接，左瓣、右瓣外弧上均刻有多个平行的槽；双包层非掺杂光纤绕在光纤固定牵拉支架外部的槽中并拉紧，三角柱支架置于压电陶瓷上，压电陶瓷底部设垫块使得三角柱支架顶部的棱接触双包层非掺杂光纤；所述压电陶瓷连接射频电源。

本发明还包括如下其他技术特征：

所述左瓣、右瓣均为半圆柱、半椭圆柱或矩形带半圆柱。

所述左瓣、右瓣上相邻的槽间距为2mm～5mm，槽深等于双包层非掺杂光纤外包层半径。

所述三角柱支架的顶角以30°～60°。

所述左瓣、右瓣顶部均设有压条。

所述双包层非掺杂光纤在光纤固定牵拉支架外部缠绕4圈，每圈间距2mm。

所述第一光纤环形镜耦合比为50：50；第二光纤环形镜是谐振腔的输出端，耦合比为α：（1-α），R为第二光纤环形镜的反射率。

所述刚性支撑架的一个侧面与左瓣、右瓣之间分别设置有微位移器。