[发明专利]基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器

权利要求书

1.一种基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：该光纤激光器由泵浦源(1)、波分复用器(2)、隔离器(4)、耦合器(5)、偏振控制器(6)、保偏光纤环形器(7)、偏振调制器(8)、双折射保偏光纤光栅(9)、掺铒单模光纤(3A)和未抽运掺铒保偏光纤(3B)组成；

波分复用器(2)的a端口与泵浦源(1)的尾纤连接，波分复用器(2)的b端口与隔离器(3)的入纤之间连接有掺铒单模光纤(3A)，波分复用器(2)的c端口与保偏光纤环形器(7)的c端口连接；

耦合器(5)的a端口与隔离器(3)的尾纤连接，耦合器(5)的b端口与保偏光纤环形器(7)的a端口之间连接有偏振控制器(6)，耦合器(5)的c端口输出波长范围为1552.0nm～1552.8nm的可调单频单偏振激光；

保偏光纤环形器(7)的b端口与未抽运掺铒保偏光纤(3B)的一端为0°熔接，即A熔点；未抽运掺铒保偏光纤(3B)的另一端与偏振调制器(8)的a端口为45°熔接，即B熔点；偏振调制器(8)的b端口与双折射保偏光纤光栅(9)的入纤为45°熔接，即C熔点。

2.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：偏振调制器(8)、未抽运掺铒保偏光纤(3B)和双折射保偏光纤光栅(9)形成输出激光波长的调谐器。

3.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：耦合器(5)的分光比为50∶50。

4.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：保偏光纤环行器(7)为保偏型，三个端口的尾纤均为熊猫型保偏光纤，其中a端口到b端口的消光比为38dB，b端口到c端口的消光比为32dB。

5.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：双折射保偏光纤光栅(9)是将熊猫型应力双折射保偏光纤载氢后，利用紫外激光器及相位掩模板在其上刻写光栅。

6.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：偏振调制器(8)是一段长约3m的保偏光纤紧密缠绕在直径30mm的锆钛酸铅圆柱外表面，并用胶水固定。

7.根据权利要求1所述的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，其特征在于：在偏振调制器(8)的两个电极施加5V～80V的电压后，偏振调制器(8)的快轴产生的相移为偏振调制器(8)的慢轴产生的相移为偏振调制器(8)的快、慢轴的相位差为Δφ=Δφx-Δφy=2πλ[nx-ny+Ld(nx-ny)dL]ΔL=2πλ(Δn+LdΔndL)ΔL;]]>

Δφ_x表示偏振调制器(8)的保偏光纤快轴产生的相移，单位为rad；

Δφ_y表示偏振调制器(8)的保偏光纤慢轴产生的相移，单位为rad；

λ表示经未抽运掺铒保偏光纤(3B)输出的线偏振光的中心波长，单位为nm；

n_x表示偏振调制器(8)的保偏光纤快轴的折射率；

n_y表示偏振调制器(8)的保偏光纤慢轴的折射率；

L表示偏振调制器(8)中缠绕在PZT圆柱上的保偏光纤长度，单位为m；

d表示微分算子；

表示偏振调制器(8)的保偏光纤的快轴折射率变化，单位为1/m；

表示偏振调制器(8)的保偏光纤的慢轴折射率变化，单位为1/m；

ΔL表示保偏光纤长度的变化量，且ΔL＝(α·R·L)V，V表示加载在偏振调制器(8)电极上的电压，α表示偏振调制器(8)采用的PZT圆柱材料的电压膨胀系数，单位为1/(m·V)，R表示偏振调制器(8)采用的PZT圆柱的半径，单位为m；

Δφ表示偏振调制器(8)的快、慢轴的相位差，且Δφ＝Δφ_x-Δφ_y；

Δn表示偏振调制器(8)的快、慢轴之间的折射率差，且Δn＝n_x-n_y。