[发明专利]基于对称式布拉格光栅的双波长分布反馈式光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可产生双波长的激光器，尤其涉及一种可产生双波长的分布反馈式光纤激光器。

背景技术

现有的光纤激光器大多是单波长运转。普通的分布反馈式(DFB)光纤激光器也是单波长输出。但在某些特殊场合，需要用到双波长激光器。现有的双波长激光器主要包括以下几种：

1、半导体双波长激光器，这种激光器是将2个波长的半导体激光器封装于同一组件内；

2、固体激光器，如：LD侧面抽运Nd:YAG双波长激光器；

3、基于啁啾结构的双波长DFB光纤激光器。

但这几种双波长激光器都有明显的不足和缺陷：第一种光束质量差，且工艺复杂；第二种装置复杂且成本很高；第三种输出波长间隔太窄(大约40pm)且不可调谐。

发明内容

本发明目的是提供一种基于对称式布拉格光栅的双波长分布反馈式光纤激光器，其解决了背景技术中光束质量差，光信噪比低，装置复杂，成本高，输出波长间隔窄且不可调谐的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于对称式布拉格光栅的双波长分布反馈式光纤激光器，包括泵浦源1、隔离器2、光栅3和分束器4，其特殊之处是，所述光栅3为对称式布拉格光栅，所述光栅的具体结构是，宽度为L₁的均匀光栅部分和无光栅部分交替分布，无光栅部分有两个宽度，分别为L₂、L₃，以长度来代表各段光栅和无光栅部分，使有光栅部分和无光栅部分以L₁为中心的中心对称方式排列，其中L₁前半部分以L₁、L₂、L₁、L₃为循环周期依次排列，其中L₂＝mΛ，L₃＝(n+0.5)Λ，Λ为布拉格周期，m，n分别代表整数。

上述泵浦源1为输出波长为978nm的半导体激光器，制作光栅3所用的光纤为铒镱共掺光纤。

上述布拉格周期Λ＝534.2nm，m＝600，n＝584。

本发明具有的优点是：克服了传统光纤激光器的单波长输出，双波长输出；改变相关参数，输出波长间隔可以在50pm到2000pm范围内改变；很高的光信噪比，从图5可以看出，光信噪比约为65dB；可有效避免模式竞争，因为此激光器内部相当于两个独立的谐振腔，因此可有效避免传统激光器中的模式竞争；单偏振态。

附图说明

图1为本发明激光器的结构示意图，其中，1-泵浦源，2-隔离器，3-光栅，4-分束器，5-光谱仪；泵浦源为输出波长为978nm的半导体激光器，在对称光栅(SFBG)和泵浦源之间是隔离器，用来隔离反馈光以保证泵浦源的稳定工作，对称光栅的输出端由分束器将残余的978nm的泵浦光与信号光分开；

图2是本发明激光器的对称式布拉格光纤光栅结构示意图，整个光栅由多个小段均匀光栅和空白光纤交替构成，其中：横轴是通光方向，纵轴是调制折射率，L₁是每段小均匀光栅的长度，L₂和L₃分别是两均匀光栅的间距；

图3是对称光栅的透射光谱示意图，其中：横轴是波长，纵轴是功率，可知，3dB带宽为0.7pm，曲线1和曲线2是透射光谱理论值；

图4是本发明激光器两个波长的腔内能量分布，其中，横轴是腔长，纵轴是能量，虚、实线分别代表两个不同波长；

图5是本发明激光器的输出光谱，其中，横轴是波长，纵轴是功率；由图可见，两个输出波长之间的间隔大约440pm；

图6是本发明激光器的泵浦功率-输出功率关系图；横轴是泵浦功率，纵轴是输出功率；

图7是输出双波在40分钟时间内的三维稳定性监测图；

具体实施方式