[发明专利]一种极窄线宽光纤激光器及系统

说明书

本发明公开了一种极窄线宽光纤激光器及系统，包括第一泵浦激光器，用以向所述波分复用器发射泵浦光；第一波分复用器，用以将泵浦光向所述相移光栅输出；相移光栅，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器的输出产生窄线宽单频信号光输出至无源光纤回路；无源光纤回路包括：耦合器，用于接收窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤输入反射镜，以及作为激光器的输出；反射镜，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经由无源光纤和耦合器后，返回相移光栅，以抑制激光线宽展宽。本申请实施例设计了无源光纤回路，有效地增加了谐振腔内光子的寿命，可以获得极窄线宽的单频激光输出。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种极窄线宽光纤激光器及系统。

背景技术

极窄线宽光纤激光器具有线宽窄、低噪音和高相干性等显著的激光特性,使其在光纤通信、激光雷达、太赫兹源、光谱成像、引力波探测和激光医疗等领域有着重要的应用。其中以单频、线型腔的分布反馈(DFB)光纤激光器的特性更为优异，它仅用一个相移光栅就能够实现DFB、波长选择以及稳定的单纵模输出，且具有线宽窄、微型化等特点。

专利CN211320562U“一种单频光纤激光器”，泵浦源提供产生激光所需的泵浦光，通过在第一有源光纤上设置π相移光栅，采用相移光栅作为谐振腔，从而产生单频种子激光，通过偏振控制器将单频种子激光调制为单频偏振激光，剩余的泵浦光和单频偏振激光进入第二有源光纤，实现单频偏振激光的放大输出。该激光器由于相移光栅刻写工艺难度高，谐振腔内光子寿命短，噪声等因素影响，使得输出激光线宽高于理想线宽。

专利CN110350388A“一种1.0μm超低噪声单频光纤激光器”，该专利采用高反射率光纤布拉格光栅、高增益光纤以及低反射率光纤布拉格光栅构成激光谐振腔，在泵浦光注入的情况下获得单频窄线宽激光输出。该激光器为了获得极窄线宽激光输出，采用了半导体光放大器(SOA)以及基于掺镱光纤放大器的强度噪声抑制模块实现噪声抑制，但是结构复杂，成本高。

极窄线宽(单频)光纤激光器的极限线宽应为十赫兹量级，但是实际单频光纤激光器的线宽一般为千赫兹量级，甚至为兆赫兹量级。

发明内容

本发明实施例提供一种极窄线宽光纤激光器及系统，用以增加谐振腔内光子的寿命，获得极窄线宽的单频激光输出。

本发明实施例提供一种极窄线宽光纤激光器，包括第一泵浦激光器、第一波分复用器、相移光栅以及无源光纤回路；

所述第一泵浦激光器，用以向所述波分复用器发射泵浦光；

所述第一波分复用器，用以将泵浦光向所述相移光栅输出；

所述相移光栅，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器的输出产生窄线宽单频信号光输出至所述无源光纤回路；

所述无源光纤回路包括：

耦合器，用于接收所述窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤输入反射镜，以及作为激光器的输出；

所述反射镜，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经过所述无源光纤和所述耦合器后，返回所述相移光栅，以抑制激光线宽展宽。

在一些实施例中，还包括光纤放大器；

所述光纤放大器包括：

第一隔离器，其输入端连接至所述耦合器的输出端，其通过有源光纤连接至第二波分复用器；

所述第二波分复用器，用于接收第二泵浦激光器输出的泵浦光，以及将至少部分来自所述有源光纤的信号光输出至第二隔离器；

第二隔离器，用于防止后向传输激光对放大器产生影响。

在一些实施例中，所述无源光纤为单模光纤或单模保偏光纤，且其长度L≥1m。