[发明专利]一种单频光纤激光器

说明书

本发明实施例公开了一种单频光纤激光器。该单频光纤激光器包括泵浦源、波分复用器、第一有源光纤、偏振控制器以及第二有源光纤，第一有源光纤上设置有π相移光栅；泵浦源的输出端与波分复用器的泵浦输入端连接，波分复用器的输出端与第一有源光纤的第一端连接，第一有源光纤的第二端与偏振控制器的第一端连接，偏振控制器的第二端与第二有源光纤的第一端连接。本发明实施例的技术方案，可以实现在不影响激光器单频性能的前提下，简化了光路结构，减少了光纤器件的数量，同时将输出边模抑制比提高近10dB，输出激光的偏振性能也得以提高，可以更好地满足实际应用的需求。

技术领域

本发明实施例涉及激光器技术，尤其涉及一种单频光纤激光器。

背景技术

单频激光器是当前光电子研究领域中最前沿的研究课题之一。因其良好的相干特性，单频激光器在超远距离、超高精度、超高敏感度的新型传感系统中作为光源使用。在石油探测、军事国防、管道监控、激光雷达、海底通讯、传感系统、光谱分析等领域有着重要的应用。光纤激光器由于其小型化、易集成等优点，全光纤集成的单频光纤激光器越来越受到关注。

为实现全光纤结构的单频激光器，目前主要有环形腔、分布布拉格反射(DBR)和分布反馈(DFB)三种技术方案。环形腔是一种行波谐振腔，具有纵模间隔非常窄，本征线宽窄的优点，但是环形腔结构复杂，易受外界环境如振动、温度、声音等因素的干扰，腔内模式不稳定，容易发生跳模现象。DBR型单频激光器，由一段稀土离子掺杂光纤作为增益介质，两端分别熔接宽带光纤光栅和窄带光纤光栅作为谐振腔的前后腔镜，为了获得稳定且无跳模的单一纵模输出，要求增益光纤的长度足够短，一般在厘米量级，这样才能减少外界环境的影响。但同时为了得到足够的输出功率，又要求增益光纤的增益足够大，也就是掺杂浓度足够高。因此对于DBR型单频激光器来说，高掺杂浓度增益光纤的制备，以及很短的增益光纤与两端作为腔镜的光栅之间的有效熔接，是其实现过程中的两大技术难题，因此目前市场上DBR型单频激光器数量少且成本较高。DFB型单频激光器，是指DFB的激光谐振腔的有源区与反馈区同为一体，同时实现激光反馈和激光模式选择。通过将π相移光栅刻写在有源光纤上，且π相移两端的光栅可以看作是激光器的两个腔镜。与普通光栅相比，相移光栅的纵向折射率调制在光栅的中间位置发生了一个π相位突变，其反射谱阻带中心处存在一个线宽极窄的透射窗口，因此相移光栅具有非常好的模式选择性。相移光栅的窄带透射窗口的波长取决于相移量的大小，当相移为π时，窄带透射波长为布拉格波长，当泵浦光激励超过阈值时就会在该波长处激射出激光。现有的DFB型单频激光器，使用常规的光路结构设计，存在直接输出功率不高，边模抑制比较低等问题，需要在后端另加放大，才能满足某些应用需求。而后级放大会导致输出激光的边模抑制比和偏振消光比的劣化，从而限制了激光器的应用。

发明内容

本发明实施例提供一种单频光纤激光器，以实现在不影响激光器单频性能的前提下，简化了光路结构，减少了光纤器件的数量，同时将输出边模抑制比提高近10dB，输出激光的偏振性能也得以提高，可以更好地满足实际应用的需求。

本发明实施例提供一种单频光纤激光器，包括泵浦源、波分复用器、第一有源光纤、偏振控制器以及第二有源光纤，所述第一有源光纤上设置有π相移光栅；

所述泵浦源的输出端与所述波分复用器的泵浦输入端连接，所述波分复用器的输出端与所述第一有源光纤的第一端连接，所述第一有源光纤的第二端与所述偏振控制器的第一端连接，所述偏振控制器的第二端与所述第二有源光纤的第一端连接。

可选的，还包括输出隔离器，所述输出隔离器的输入端与所述第二有源光纤的第二端连接。

可选的，所述偏振控制器内的光纤为保偏光纤；

所述第二有源光纤为保偏光纤。

可选的，所述输出隔离器内的光纤为保偏光纤。

可选的，所述第一有源光纤和所述第二有源光纤掺杂有相同的稀土元素。