[发明专利]一种低噪声的布里渊随机光纤激光器

说明书

本发明公开了一种低噪声的布里渊随机光纤激光器，包括激光器、掺铒光纤放大器、偏振控制器、环形器和随机反馈装置，激光器通过掺铒光纤放大器、偏振控制器与环形器一个端口连接，环形器的其它端口与随机反馈装置输入端连接；激光器发出泵浦光经过掺铒光纤放大器放大后，由偏振控制器调整偏振态，然后由第一环形器进入随机反馈装置；随机反馈装置产生布里渊散射光并发生随机反馈，当产生的布里渊散射光的增益大于损耗时，随机反馈装置输出布里渊随机激光。本发明使用高掺锗光纤产生布里渊散射光，并利用飞秒激光刻写的随机光栅作为随机反馈，将布里渊随机光纤激光器腔长缩短三个量级以上，以实现一种低噪声、窄线宽和转换效率高的布里渊随机激光。

技术领域

本发明涉及一种随机光纤激光器，尤其是指一种低噪声的布里渊随机光纤激光器。

背景技术

与传统激光器相比，随机光纤激光器没有固定的谐振腔，具有结构简单、阈值低、线宽窄等优点，在光纤传感和光纤通信领域具有潜在应用价值。2010年，Turitsyn等人首次在标准单模光纤提出利用拉曼散射提供增益、利用瑞利散射提供随机分布反馈，实现拉曼随机光纤激光器。由于拉曼随机光纤激光器阈值较高，基于掺铒光纤提供增益和随机光栅提供随机反馈的随机激光被广泛研究。同一时期，布里渊随机光纤激光器因其线宽窄的特点被广泛研究，它是一种利用光纤中受激布里渊散射和瑞利随机反馈实现的新型光纤随机激光器，具有较好的方向性、低时间和空间相干性。相较于其他类型的随机光纤激光器，基于受激布里渊散射的随机光纤激光器具有较低的阈值和较高的转换效率。但是，目前布里渊随机光纤激光器使用较长(数千米至数十千米)的光纤提供布里渊增益和随机反馈，导致其噪声较大，使得布里渊随机光纤激光器的发展受到限制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种噪声低、线宽窄和转换效率高的布里渊随机光纤激光器。本发明使用高掺锗光纤产生布里渊散射光，并利用飞秒激光刻写的随机光栅作为随机反馈，将布里渊随机光纤激光器腔长缩短三个量级以上，以实现一种低噪声、窄线宽和转换效率高的布里渊随机激光。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种低噪声的布里渊随机光纤激光器，包括激光器、掺铒光纤放大器、偏振控制器、环形器和随机反馈装置，所述激光器与掺铒光纤放大器的输入端连接，掺铒光纤放大器的输出端通过偏振控制器与环形器的第一端口连接，环形器的第二端口和第三端口与随机反馈装置的输入端连接；激光器发出泵浦光经过掺铒光纤放大器放大后，由偏振控制器调整偏振态，然后由第一环形器进入随机反馈装置；随机反馈装置产生布里渊散射光并发生随机反馈，当产生的布里渊散射光的增益大于损耗时，随机反馈装置输出布里渊随机激光。

作为一种优选的方案，所述环形器包括第一环形器和第二环形器，所述随机反馈装置包括随机光栅、高掺锗光纤和隔离器，所述掺铒光纤放大器的输出端通过偏振控制器与第一环形器的第一端口连接，第一环形器的第二端口通过高掺锗光纤与第二环形器的第三端口连接，第一环形器的第三端口与第二环形器的第一端口连接，第二环形器的第二端口通过随机光栅与隔离器连接；激光器发出泵浦光经过掺铒光纤放大器放大后，由偏振控制器调整偏振态，然后由第一环形器进入高掺锗光纤，产生布里渊散射光由第一环形器和第二环形器进入随机光栅，由随机光栅产生随机反馈，然后由第二环形器的第三端口进入高掺锗光纤；此时经随机反馈的布里渊散射光作为种子光与泵浦光在高掺锗光纤中发生受激布里渊散射，构成闭环光路，光路完成一次运转；在泵浦光不断注入下，经随机反馈的受激布里渊散射光不断被放大，当光路中产生的增益大于损耗时，由隔离器输出布里渊随机光纤激光。