[实用新型]一种线型复合腔结构光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及一种光纤激光器，特别涉及了一种基于光纤光栅反馈的线型复合腔结构的光纤激光器。

背景技术

随着光通信技术及光纤传感技术的发展，光纤激光器日益成为人们关注的热点。光纤激光器具有成本低、光纤兼容等优点，在光通信系统、传感系统、工业加工、监测等领域有重要的应用。单纵模光纤激光器由于其优良的光谱特性，在光通信系统和光传感系统中有独特的应用价值。

目前，已经有一些实现单纵模光纤激光器的方法。其中最为常用的方法是采用短的FP腔和窄带光纤光栅反馈来实现单纵模操作。该方法存在一下几个缺点：1、光纤激光器存在跳模噪声且容易被外界温度和机械振动影响；2、由于光纤激光器腔长短，需要特增益强的介质，输出功率较小；3、需要很窄的光纤光栅构成FP腔以确保单纵模操作。此外，另外一些实现单纵模光纤激光器的方法普遍存在实现方法复杂的缺点。比如国外报道过的采用相移光纤光栅实现单纵模光纤激光器的方法，需要采用光环形器来构建窄带滤波系统，然后和另外一个光纤光栅构成激光器谐振腔，结构复杂，成本很高。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供了一种可以获得单纵模激光的基于光纤光栅反馈的线型复合腔结构的光纤激光器。

本实用新型的光纤激光器包括通过光纤串联成线型结构的四个光纤光栅(第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅和强反馈光纤光栅)、掺铒光纤、波分复用器和泵浦源。

强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅通过光纤顺序串联；波分复用器的公共端与第三级弱反馈光纤光栅连接，波分复用器的泵浦端与泵浦源连接，波分复用器的信号端作为光纤激光输器出端口。

本实用新型中，四个光纤光栅的反射中心波长为单纵模激光的波长，波分复用器的作波长范围覆盖单纵模激光波长和泵浦源。强反馈光纤光栅分别与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅构成三个不同腔长的子谐振腔，子谐振腔共用掺铒光纤构成复合腔；三个子谐振腔对应纵模间隔的公倍数大于任何一个光纤光栅对应的频率宽度。

本实用新型主要适用于在光通信系统和光传感系统。本实用新型采用了普通的光纤光栅构成简单的线型复合腔，所用的掺铒光纤可以到达米级，有效克服了传统采用短腔结构的单纵模光纤激光器的稳定性、输出功率低或是成本高等问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

选用中心波长为1549.2nm，反射率(3dB频率带宽)依次为95％(200GHz)、10％(100GHz)、10％(100GHz)、10％(100GHz)的四个光纤光栅作为强反馈光纤光栅1、第一级弱反馈光纤光栅3、第二级弱反馈光纤光栅4、第三级弱反馈光纤光栅5。选用工作范围为1530nm至1580nm，长度为1米的掺铒光纤2。输出波长为980nm的泵浦光源7和980nm/1550nm的波分复用器6。

如图1所示，强反馈光纤光栅1的一端与掺铒光纤2的一端连接，掺铒光纤2的另一端与第一级弱反馈光纤光栅3、第二级弱反馈光纤光栅4、第三级弱反馈光纤光栅5通过光纤顺序串联。波分复用器6的公共端与第三级弱反馈光纤光栅5连接、泵浦端与泵浦源7连接、信号端作为光纤激光输器出端口。

强反馈光纤光栅1分别与第一级弱反馈光纤光栅3、第二级弱反馈光纤光栅4、第三级弱反馈光纤光栅5构成三个不同腔长的子谐振腔，子谐振腔共用掺铒光纤2构成复合腔。

三个子谐振腔长度依次为L1＝1.25米、L2＝1.75米、L3＝2.11米，对应的纵模间隔依次为82MHz、59MHz和47MHz，其公倍数为227.386GHz，大于光纤光栅的频率带宽。

开启泵浦光源7，即可得到稳定输出的单纵模光纤激光器的输出谱。