[实用新型]一种环型腔1.7μm掺铥全光纤激光器

说明书

本实用新型公开了一种环型腔1.7μm掺铥全光纤激光器，该激光器基于常规波分复用(WDM)器件和单模‑多模‑单模(SMS)光纤器件实现波长选择作用，抑制掺铥光纤1.9μm发射峰附近的激光发射，获得1.7μm激光输出。激光器包括：泵浦源、环形器、掺铥有源光纤、1.5μm/2μm WDM、SMS器件、耦合器、偏振控制器，其中泵浦源发射的泵浦光经过环形器耦合进入掺铥有源光纤，产生激光增益，激光在环形器、掺铥有源光纤、1.5μm/2μm WDM、SMS器件、耦合器、偏振控制器构成的环型腔中单向运转，在WDM和SMS器件的波长选择作用下产生1.7μm激光输出。本实用新型解决了现有基于光栅器件实现选择波长的1.7μm掺铥光纤激光器中非常规波段光栅器件成本高、不易获得的问题。

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及一种环型腔1.7μm掺铥全光纤激光器。

背景技术

1.7μm波段的激光光源在甲烷等危险气体遥感和光学相干层析等领域具有非常重要的应用需求。能够直接发射1.7μm波段激光的增益介质选择较少，目前相关报道只有铋(Bi)和铥(Tm)两种掺杂离子的发射谱相对接近1.7μm，在玻璃态基质的加宽作用下，发射谱的边缘能够覆盖到1.7μm波段。其中，掺Bi光纤的研究处于起步阶段，尚无商品化的有源光纤，而掺Tm光纤则相对成熟，1.7μm光纤激光器的相关报道也多基于掺Tm光纤增益介质。

掺Tm光纤的发射峰位于1.9μm附近，1.7μm处的发射截面大小与其主峰相差甚远，因此，若要实现Tm光纤有效的1.7μm激光输出，需采用合理的波长措施抑制其1.9μm发射峰附近的激光发射。例如文献[1]和文献[2]中报道的1.7μm掺Tm光纤激光器均采用体布拉格光栅(VBG)输出波长的选择，该方法需要搭建空间光路形成激光谐振腔，无法实现全光纤化，环境适应性和稳定性难以保证，而1.7μm波段属于非常规波段，VBG器件成本也较高。文献[3]中尽管报道了全光纤化的1.7μm掺Tm光纤激光器，但所用的可调谐滤波器本质上也是基于光纤耦合封装的VBG器件，较高的损耗(7dB)严重影响了激光器的功率和效率，而且定制器件成本高昂，难以推广。除VBG外，基于光纤布拉格光栅(FBG)也可实现掺Tm光纤的1.7μm激光输出，如文献[4]，但目前的报道也均为线型腔结构，谐振腔设计的灵活性受限，而且同样面临定制非常规波段FBG器件的成本问题。此外，文献[5]中报道实现了1.7μm掺Tm全光纤激光器，但仅仅说使用了“新型宽调谐带通滤波器(newly developed wideband tunablefilter)”并未公开具体技术细节。综上，掺Tm光纤激光器是目前直接发射1.7μm激光最为直接的方法，但其1.9μm发射峰附近激光的抑制依赖于非常规波段的VBG和FBG器件，器件不易获得，成本高昂，限制了其应用。

参考文献

[1]Shen D Y,Sahu J K,Clarkson W A.High-power widely tunable Tm:fibrelasers pumped by an Er,Yb co-doped fibre laser at 1.6μm[J].Optics Express,2006,14(13):6084-6090.

[2]Chen S,JungY,Alam S U,et al.Ultra-wideband Operation of a TunableThulium Fibre Laser offering Tunability from 1679–1992nm[C].2017EuropeanConference on Optical Communication (ECOC).IEEE,2017:1-3.

[3]Cheng X,Li Z,HouJ,et al.Gain-switched monolithic fiber laser withultra-wide tuning range at 2μm[J].Optics Express,2016,24(25):29126-29137.