[发明专利]单频拉曼光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器和光纤放大器，特别是一种波长灵活的大功率单频拉曼光纤激光器。

背景技术

光纤激光器具有转化效率高、光束质量好、热管理方便、结构紧凑等特点，近年来逐渐成为激光技术领域的研究热点。单频激光器以其极窄的线宽和极长的相干长度，在光通信、光纤传感和科学研究领域都有广泛的应用前景。拉曼光纤激光器通过受激拉曼散射效应提供激光产生和放大所需的增益，由于受激拉曼散射效应的波长灵活特性，采用同样的结构，通过改变泵浦光的中心波长，即可实现宽广波段激光输出，并可实现稀土掺杂光纤激光器、放大器难以获得的波长范围的激光。此外，研究表明拉曼光纤激光器在制造高功率光纤激光器和单频激光器方面也有一定优势。

典型的单频拉曼光纤激光器装置(Yan Feng,Luke R.Taylor,and Domenico Bonaccini Calia,“Mutliwatts narrow linewidth fiber Raman amplifiers”,Opt.Express,vol.16(15),10927-10932(2008))如图1所示。其中A为分布反馈式半导体激光器，作为系统的种子源，B是拉曼放大增益光纤，一端与种子源通过波分复用器E连接，以引入种子光和分离剩余的泵浦光，另一端使用波分复用器F与泵浦源C相接，引入泵浦光和输出放大后的激光。该系统中使用的分布反馈式半导体激光器需要耦合系统将其输出光引入光纤中，以及其所需的电源和温控等，在一定程度上使系统复杂化，降低了系统的稳定性。

发明内容

本发明目的是在上述现有技术的基础上，提供一种单频拉曼光纤激光器，该激光器结构精简，提高了泵浦光的利用效率，改善单频光纤激光器输出波长的范围和输出功率。

本发明技术解决方案如下：

一种单频拉曼光纤激光器，包括种子源、拉曼放大增益光纤和泵浦源，其特点在于：所述的种子源为单纵模拉曼光纤激光器，所述的泵浦源是光纤化的泵浦源，所述的单纵模拉曼光纤激光器的输出端也是泵浦光的输入端，所述的单纵模拉曼光纤激光器的输出端与所述的拉曼放大增益光纤一端熔接，该拉曼放大增益光纤另一端与光纤化的泵浦源的产生的泵浦光输出端相接，该泵浦源的另一端为系统产生的单频激光的输出端，所述的泵浦光源依次泵浦所述的拉曼放大增益光纤和单纵模拉曼光纤激光器。

所述的单纵模拉曼光纤激光器为单纵模运转的分布反馈式拉曼光纤激光器、单纵模运转的π相移的分布反馈式拉曼光纤激光器、单纵模运转的分布布拉格反射镜拉曼光纤激光器、单纵模运转的复合腔拉曼光纤激光器或单纵模运转的环形腔拉曼光纤激光器。

所述的拉曼放大增益光纤的基质材料为石英、磷酸盐、硅酸盐、碲酸盐或氟化物；所述的拉曼放大增益光纤为低布里渊散射光纤，或在光纤上施加应力或温度分布以抑制布里渊散射。

本发明的技术效果：

由于受激拉曼散射的波长灵活特性，采用不同波长的泵浦光和不同的拉曼增益介质，拉曼光纤激光器和放大器可实现宽广波长范围内的激光输出，获得稀土掺杂光纤激光器和放大器难以获得的波长，拓宽目前稀土掺杂光纤激光器系统可获得的光谱范围。以分布反馈式拉曼光纤激光器、π相移的分布反馈式拉曼光纤激光器、分布布拉格反射镜拉曼光纤激光器、复合腔拉曼光纤激光器、环形腔拉曼光纤激光器为代表的单频拉曼光纤激光器可利用受激拉曼散射效应实现单纵模运转，代替目前广泛使用的单频半导体激光器，且所述的单频拉曼光纤激光器与拉曼光纤放大器原理相同，便于集成。

本发明采用如上所述的单纵模输出的拉曼光纤激光器代替常用的单频半导体激光器，同时单纵模输出的拉曼光纤激光器与拉曼光纤放大器集成在一起，可使用同一个泵浦光源顺序泵浦。不仅提高了泵浦光的整体利用效率，还省去了单频半导体激光器所需不稳定的空间光与光纤耦合系统及电源和温控系统，简化原有的拉曼单频光纤激光器系统，提高了系统的稳定性和能源的利用效率，可获得稳定易用的全光纤大功率的单频激光输出。

附图说明

图1是现有典型的单频拉曼光纤激光器

图2是本发明单频拉曼光纤激光器的结构示意图

图3是本发明单频拉曼光纤激光器中光纤化的泵浦光源的两种结构示意图

图4是本发明单频拉曼光纤激光器的实施例1结构示意图

图5是本发明单频拉曼光纤激光器的实施例2结构示意图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。