[发明专利]一种双谐振腔全光纤单频激光器

摘要

本发明公开了一种双谐振腔全光纤单频激光器，属于激光技术与非线性光学领域。本发明主要包括泵浦源、光纤合束器、增益光纤、反射型光纤布拉格光栅、光隔离器、全反镜、环形器、滤波器和分束器。本发明利用高掺杂稀土元素的增益光纤以及超短谐振腔结构实现单频，并采用外腔的掺杂稀土元素的增益光纤对超短谐振腔产生的单频激光进行放大，实现全光纤结构，具有高稳定性、高功率、高能量、高效率的特点。相对于传统的超短腔结构，如分布式反馈（DFB）和分布式反射（DBR），该设计结构简单、紧凑、稳定性好、输出功率高。

主权项

一种双谐振腔全光纤单频激光器，其特征在于：该激光器包括泵浦及相关装置、激光谐振腔、增益光纤、激光输出装置和其它辅助装置；整个激光谐振腔的工作原理为激光谐振腔可以为线性或者环形结构；整个激光器的谐振腔分为谐振腔Ⅰ和谐振腔Ⅱ两部分，其中谐振腔Ⅰ为激光器的外腔，谐振腔Ⅱ为激光器的内腔；谐振腔Ⅰ由线性谐振腔或者环形谐振腔组成；谐振腔Ⅱ由超短线性谐振腔组成；谐振腔Ⅰ与谐振腔Ⅱ的各对反射型光纤布拉格光栅间置有增益光纤；泵浦光首先射入谐振腔Ⅰ的增益光纤中，产生的激光进入谐振腔Ⅱ中，谐振腔Ⅰ产生的激光泵浦谐振腔Ⅱ的增益光纤，谐振腔Ⅱ产生单频激光，之后进入谐振腔Ⅰ中得到放大，最终输出高功率单频激光；泵浦及相关装置包括泵浦源（15）、光纤合束器（1）或波分复用器（14）；激光谐振腔内的反射型光纤布拉格光栅包括第一反射型光纤布拉格光栅（5）、第二反射型光纤布拉格光栅（6）、第三反射型光纤布拉格光栅（7）、第四反射型光纤布拉格光栅（8）或全反镜（10）；增益光纤包括增益光纤包括第一增益光纤（2）、第二增益光纤（3）、第三增益光纤（4）；其中，第一增益纤（2）置于谐振腔Ⅱ中，第二增益纤（3）或第二增益纤（3）和第三增益纤（4）置于谐振腔Ⅰ中；激光输出装置包括光隔离器（9）、环形器（11）或分束器（13）；其它辅助装置为滤波器（12）；当为线形谐振腔结构时，第一反射型光纤布拉格光栅（5）、第二反射型光纤布拉格光栅（6）以及第一增益光纤（2）构成谐振腔Ⅱ；第三反射型光纤布拉格光栅（7）、第四反射型光纤布拉格光栅（8）、第二增益光纤（3）以及第三增益光纤（4）构成谐振腔Ⅰ；或者，谐振腔内的第二反射型光纤布拉格光栅（6）、第三反射型光纤布拉格光栅（7）可以由全反镜（10）代替作为谐振腔Ⅰ和谐振腔Ⅱ的公共反射镜；当为环形谐振腔结构时，第二增益纤（3）、第三反射型布拉格光纤光栅（7）、波分复用器（14）以及环形器（11）或者分束器（13）组成环形腔，即谐振腔Ⅰ；第一反射型光纤布拉格光栅（5）、第二反射型光纤布拉格光栅（6）以及第一增益光纤（2）构成谐振腔Ⅱ；泵浦源（15）产生泵浦光，通过合束器（1）或者波分复用器（14）耦合进入谐振腔Ⅰ中，谐振腔Ⅰ产生的激光对谐振腔Ⅱ进行泵浦，由于谐振腔Ⅱ为超短线性谐振腔，谐振腔Ⅱ产生的稳定单频激光进入谐振腔Ⅰ，经过谐振腔Ⅰ的放大，最终实现高功率单频激光输出。