[发明专利]一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法

权利要求书

1.一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述设计方法包括以下步骤；

S1：谐振腔选择

选择合适的腔体结构作为谐振腔，增加谐振腔输出激光的特性；

S2：波长元件选择

选择光纤偏振分束器FPBS并联双光纤布拉格光栅FBG作为选波元件，使激光器以双波长正交偏振光输出；

S3：模式选择

采用未泵浦掺饵光纤UPEDF作为饱和吸收体选模和复合腔选模进行单纵模选择；

S4：光纤熔接耦合

成型泵浦激光器的尾纤与双包层光纤的一端熔接，并在谐振腔体内部放置半波片。

2.根据权利要求1所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述步骤S1中，腔体结构为驻波腔，使用双端泵浦的方式对驻波腔光纤激光器进行泵浦以用以降低增益光纤端面承受的泵浦光功率，使泵浦光在增益光纤中的分布均匀，增加增益光纤对泵浦光的利用率，同时使用较短的谐振腔和其他模式选择方法来减小腔内模式竞争，达到单纵模输出的要求。

3.根据权利要求2所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述驻波腔由增益光纤和连接在光纤两端的反射镜组成，其中输入反射镜对泵浦光的透射率为100％，对谐振腔内的激光反射率达到100％，输出反射镜对谐振腔内的激光具有透射率达到30％。

4.根据权利要求1所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述步骤S1中，腔体结构还为环形腔，泵浦光对增益光纤进行泵浦，保证激光器实现稳定的波长输出，环形腔克服驻波引起空间烧孔效应，实现单纵模激光输出，使用较长的增益光纤提高激光器输出功率。

5.根据权利要求4所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述环形腔由多个耦合器、隔离器和增益光纤构成，隔离器保证谐振腔内的振荡光沿单一方向传播，使腔内振荡光波为行波，消除驻波引起的空间烧孔效应，减弱腔内模式竞争，同时环形腔为稳定闭合腔。

6.根据权利要求1所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述步骤S2中，双光纤布拉格光栅FBG是纤芯折射率沿轴向周期性变化的光纤，具有选频特性，符合Bragg条件的光波被反射，其他波长的光波被透射出去，属于短周期反射型光栅，其反射率和线宽由光栅周期、长度和折射率的变化量及调制强度决定双光纤布拉格光栅FBG包括频谱特性和色散特性，频谱特性位于主导性地位，改变光纤纤芯的有效折射率和光栅周期，将会引起Bragg反射峰中心波长的变化以及轴向应变和温度变化会导致光栅周期改变。

7.根据权利要求1所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述步骤S2中，光纤偏振分束器FPBS通过耦合区分别获得垂直和水平偏振光输出，光纤偏振分束器FPBSs光输出端和p光输出端都会混有小部分偏振光，在光纤激光器中，由于存在偏振烧孔效应，该小部分偏振光被抑制而无法起振。

8.根据权利要求1所述的一种半波片控制光纤耦合输出激光器的设计方法，其特征在于：所述步骤S3中，未泵浦掺饵光纤UPEDF用作激光器的增益介质，也可以作为可饱和吸收体，外界施压的泵浦光功率比较大时，未泵浦掺饵光纤UPEDF起增益作用，当泵浦光很小或没有时，未泵浦掺饵光纤UPEDF为非线性吸收特性，用于形成超窄带自写入光栅滤波器的掺饵光纤主要利用其饱和吸收效应，振荡激光在未泵浦掺饵光纤UPEDF中相向传输，并发生干涉形成驻波。