[发明专利]基于级联光栅结合Sagnac环的可调光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于级联光栅结合Sagnac环的可调光纤激光器，包括一线形腔结构的Sagnac环，具体为依次连接的泵浦光源、波分复用器WDM、掺铒光纤EDF、光纤耦合器、Sagnac环，光纤耦合器与光谱分析仪连接，所述Sagnac环包括第一臂和第二臂构成的环状结构，第一臂连接有PC偏振控制器，第一臂通过级联光栅与第二臂连接；第一臂与第二臂存在臂长差。本发明提出基于级联光栅结合Sagnac环结构实现可调光纤激光器的方法，利用级联光栅本身的干涉以及Sagnac环结构的的干涉的共同作用，可使输出干涉波形发生变化。得到单‑双波长及波长间隔均可调节的光纤激光器，在波分复用系统中具有重要应用。

技术领域

本发明属于光纤激光器应用技术领域，更具体地，涉及一种基于级联光栅结合Sagnac环的可调光纤激光器。

背景技术

多波长光纤激光器在遥感设备、光通信系统、微波以及THz波信号的产生、光纤传感、密集波分复用系统等方面具有巨大的应用潜力，吸引了许多国内外研究学者的目光。其中，可调谐多波长光纤激光器以其波长可调谐的突出优点，成为了近年来的研究热点。迄今为止，已经报道了许多方法来实现多波长光纤激光器，如使用级联光纤布拉格光栅、相移光栅、采样光栅、饱和吸收体、光纤复合环滤波器结构、马赫-曾德尔（M-Z）干涉仪结构、重叠光栅和啁啾光栅等方法。

2008年，Chen D等人提出了一种基于线形腔结合FBG对的单纵模双波长光纤激光器，其中FBG对的所有参数一致，通过调节施加于另一个光栅上的应力，使该光栅波长与FBG对的两个透射峰波长相匹配，得到了对应于FBG对中心波长的双波长激光输出，对输出波长间隔的调节需要改变FBG对之间的距离和反射率。2013年，Cao Y 等人在环形腔掺铒光纤激光器的Sagnac环中插入中心波长不同的FBG对，调节 PC，得到室温下可切换的双波长激光输出。2013年，Zou H 等人使用双通M-Z干涉仪结合Sagnac环作为滤波器，调节PC实现了单-双波长可调谐光纤激光器。2015年, Huang K Q等人基于DFB（Distributed feedback,DFB）激光注入法，调节DFB激光器的运行温度，实现了双波长间隔可调的光纤激光输出,在运行温度为25℃时得到了双波长激光同时振荡。2017年，Yan N等人使用光纤拉锥法制作了基于声光效应的M-Z干涉仪，在环形腔光纤激光器中通过调节RF的功率改变输出波长及波长间隔，实现了对双波长光纤激光器的快速调节。2018年，Ding Z等人使用Sagnac环结合两段以45℃角度熔接的保偏光纤，形成干涉环，调节PC，实现了波长可调谐。然而这些方法存在结构复杂、成本较高或双波长间隔不可调以及调谐困难等问题。

因此需要一种具有简单可调节且易于实验的可调光纤激光器技术方案。

针对现有技术的缺陷，提出本发明。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种简单的线形腔结构，包括级联光栅，Sagnac环以及PC相结合的结构。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种基于级联光栅结合Sagnac环的可调光纤激光器，包括一线形腔结构的Sagnac环，具体为依次连接的泵浦光源、波分复用器WDM、掺铒光纤EDF、光纤耦合器、Sagnac环，光纤耦合器与光谱分析仪连接，其特征在于，所述Sagnac环包括第一臂（L1）和第二臂（L2）构成的环状结构，第一臂（L1）连接有PC偏振控制器，第一臂（L1）通过级联光栅与第二臂（L2）连接；第一臂（L1）与第二臂（L2）存在臂长差。

所述级联光栅为同一相位掩模板通过计算机控制扫描光束的起始位置，刻制间隔相同的三个光栅而成。

所述的级联光栅为使用244nm的氩离子激光器通过曝光均匀相位掩模板，刻制均匀光栅并切趾，栅区长度为5mm。