[发明专利]低插损三环路窄线宽布里渊光纤激光器

摘要

一种低插损三环路窄线宽布里渊光纤激光器是利用光纤的布里渊增益效应、布里渊压窄效应以及维纳效应的光纤激光器，包括窄线宽单频连续激光器、掺铒光纤放大器、偏振控制器、光环形器、光分路器、单模光纤、未泵浦的掺铒光纤、光电调制器、信号发生器、光电探测器和频谱分析仪。本发明选择适合的低插损三环路光纤长度，不仅可以优化布里渊光纤激光器的阈值和线宽特性，还有效降低了系统成本，使用线宽测试系统对其进行了测量，最终获得了阈值为26mW，线宽小于300Hz的单纵模布里渊激光。

主权项

一种低插损三环路窄线宽布里渊光纤激光器，包括窄线宽单频连续激光器、掺铒光纤放大器、偏振控制器、光环形器、光分路器、单模光纤、未泵浦的掺铒光纤、光电调制器、信号发生器、光电探测器和频谱分析仪；其特征在于：所述窄线宽单频连续激光器(1)作为布里渊光纤激光器的泵浦光，经掺铒光纤放大器(2)、第一偏振控制器(3)和光环形器(4)后，注入到第一低插损单通环路中，其中第一偏振控制器(3)用于调节泵浦光和斯托克斯波之间的偏振态，以获得最大的布里渊增益；泵浦光在第一低插损单通环路中仅运行一周，沿顺时针方向先后经第一单模光纤(5)、第一光分路器(8a)、第五光分路器(9)和第二光分路器(8b)，在光环形器(4)的第三端口停止；当泵浦光功率大于受激布里渊散射的阈值时，产生后向的布里渊激光，布里渊激光沿逆时针方向先后经过光环形器(4)、第二光分路器(8b)、第五光分路器(9)、第一光分路器(8a)和第一单模光纤(5)后发生谐振，其中第五光分路器(9)的一个端口作为激光器的输出端；同时增设了两个低插损环路滤波器，一个由第一光分路器(8a)和第二单模光纤(6)构成，另一个由第二光分路器(8b)和未泵浦的掺铒光纤(7)构成，就可以获得窄线宽单纵模布里渊光纤激光器；之后用线宽测量系统(a)对从第五光分路器(9)输出的激光进行频谱观测和线宽测量，输出的光经过第三光分路器(8c)分为两路，一路经过第二偏振控制器(10)和光电调制器(11)，用信号发生器(12)提供频移信号，另一路经过第三单模光纤(13)后和第一路光在第四光分路器(8d)处汇合，输出光经过光电探测器(14)后，用频谱分析仪(15)进行测量；所述窄线宽单频连续激光器(1)是中心波长为1550nm，光谱线宽为10kHz，边摸抑制比>35dB，最大输出功率为5mW的连续运行激光器；所述掺铒光纤放大器(2)增益为15dB，波长范围为1528~1565nm；所述第一单模光纤(5)、第二单模光纤(6)和第三单模光纤(13)分别是长度为1km、100m和27km的G.652单模光纤，所述未泵浦的掺铒光纤(7)的长度是10m；所述第一光分路器(8a)、第二光分路器(8b)、第三光分路器(8c)和第四光分路器(8d)的分光比是50∶50；第五光分路器(9)的分光比是10∶90；所述光电探测器(14)的响应带宽是0~12GHz，响应波长范围是400~1650nm；所述频谱分析仪(15)的带宽是0~26.5GHz，最小分辨率是1Hz。