[发明专利]一种基于混合增益的多波长随机光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种随机光纤激光器，尤其涉及一种基于受激布里渊散射和掺铒光纤混合增益的随机分布反馈光纤激光器，属于光纤激光器技术领域。

背景技术

随机激光器是基于随机分布反馈的一类激光器，其利用无序介质中的多次散射效应实现随机分布反馈。因此，三维块体随机激光器往往存在激光输出角度依赖性和高的阈值功率等缺点。光纤具有极好的二维限制，可以有效克服随机激光输出角度依赖性和阈值功率高的问题。随机光纤激光器主要分为三类，第一类基于填充分散TiO₂纳米颗粒的若丹明6G溶液的光子晶体光纤，利用侧面泵浦获得随机激光输出，该方法技术难度大，输出激光波长少；第二类基于随机分布的光纤布拉格光栅，可获得低阈值功率的随机激光输出，但制备复杂，输出波长少，波长间隔不固定；第三类基于瑞利背向散射，由于瑞利背向散射较弱，目前的方法主要是利用拉曼效应对瑞利背向散射信号进行放大，但具有激光阈值功率高、转换效率低、输出波长少等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于混合增益的多波长随机光纤激光器，该激光器结构简单、阈值功率低、输出波长多、波长间隔短且波长间隔相等。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案为：

一种基于混合增益的多波长随机光纤激光器，包括布里渊泵浦激光源(1)、第一环形器(2)、掺铒光纤泵浦激光源(3)、波分复用器(4)、掺铒光纤(5)、产生布里渊效应的光纤(6)、第二环形器(7)及随机分布反馈光纤(8)；所述的布里渊泵浦激光源(1)与第一环形器一端口(100)相连，第一环形器二端口(101)与波分复用器一端口(103)相连，波分复用器二端口(104)与掺铒光纤泵浦激光源(3)相连，波分复用器三端口(105)与掺铒光纤(5)相连，掺铒光纤(5)的另一端与产生布里渊效应的光纤(6)相连，产生布里渊效应的光纤(6)的另一端与第二环形器三端口(108)相连，第一环形器三端口(102)与第二环形器一端口(106)相连，第二环形器二端口(107)与随机分布反馈光纤(8)的一端相连，随机分布反馈光纤(8)的另一端作为激光输出；所述的第一环形器(2)、波分复用器(4)、掺铒光纤(5)、产生布里渊效应的光纤(6)、第二环形器(7)组成一个环形结构，与随机分布反馈光纤(8)共同构成一个半开放的谐振腔，形成激光振荡，最终实现多波长的随机激光输出。

所述的掺铒光纤泵浦激光源(3)通过改变泵浦功率，并利用布里渊散射增益的饱和特性，来调谐输出随机激光的波长个数。

所述的随机分布反馈光纤(8)中产生的背向受激布里渊散射和瑞利背向散射形成反馈机制，使激光在环形结构中形成振荡，实现光放大，降低阈值功率。

所述的产生布里渊效应的光纤(6)长度为1km～200km，随机分布反馈光纤(8)长度为1km～200km。

所述的产生布里渊效应的光纤(6)为单模光纤、色散位移光纤、色散补偿光纤、高非线性光纤、高非线性色散位移光纤，随机分布反馈光纤(8)为单模光纤、色散位移光纤、色散补偿光纤、高非线性光纤、高非线性色散位移光纤。

本发明的有益效果为：

1、利用布里渊散射增益和掺铒光纤的线性增益作为混合增益，使得多波长随机光纤激光器的阈值功率显著降低；

2、利用布里渊散射增益的饱和特性，获得波长间隔短(0.088nm)且固定的多波长随机激光输出。

附图说明

下面结合附图及其实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明基于混合增益的多波长随机光纤激光器结构示意图；

图2为本发明输出为1～3个波长的随机光纤激光输出光谱；

图3为本发明输出为多个波长的随机光纤激光输出光谱。

1为布里渊泵浦激光源；2为第一环形器；3为掺铒光纤泵浦激光源；4为波分复用器；5为掺铒光纤；6为产生布里渊效应的光纤；7为第二环形器；8为随机分布反馈光纤；100为第一环形器一端口；101为第一环形器二端口；102为第一环形器三端口；103为波分复用器一端口；104为波分复用器二端口；105为波分复用器三端口；106为第二环形器一端口；107为第二环形器二端口；108为第二环形器三端口。

具体实施方式

以下结合本发明的结构和工作原理作详细说明：