[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，更特别地说，是指一种基于保偏光纤光栅的可调谐单频光纤激光器。 

背景技术

光纤激光器在光通信、光传感、光谱学等领域有着广泛的应用。其中单频光纤激光器是一种极窄线宽的单频工作激光光源，作为一种单纵模工作激光器，线宽可以达到kHz量级，具有很长的相干长度，适用于高端测试、传感器、科学研究等领域。 

获得窄线宽单纵模光纤激光输出的方法很多，例如采用光纤光栅构成分布反馈或者分布布拉格反射的线型腔结构、单向运转的环形腔结构以及复合腔结构。为获得大功率的激光输出，人们常常采用长腔环形腔结构。但是由于激光器的腔长与自由光谱范围成反比，因此长腔环形腔的纵模间隔很窄，这就给单纵模激光输出带来了困难。基于可饱和吸收体的光窄带滤波器可以很好的解决输出功率和单纵模之间的矛盾。自1992年首次提出瞬态光窄带滤波器以来，人们进行了大量的理论和实验研究。基于可饱和吸收体光窄带滤波器的光纤激光器的线宽普遍在kHz量级，与广泛使用的半导体激光器相比，大大体现了光纤激光器的窄线宽优点。 

发明内容

本发明的目的是提出一种基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，该激光器采用高双折射保偏光纤光栅代替传统的单模光纤光栅作为选频元件，采用未抽运的保偏掺铒光纤作为饱和吸收体，同时采用具有高消光比的保偏环行器，再利用缠绕在PZT上的保偏光纤环构成偏振调制器，可以实现通过偏振态的改变来选取保偏光纤光栅的反射波长，从而对环形腔单频光纤激光器的输出波长进行调谐。获得了1552nm左右的窄线宽可调谐单频单偏振掺铒光纤激光器。 

本发明的基于保偏光纤光栅的可调谐单频单偏振光纤激光器，该光纤激光器由泵浦源、波分复用器、隔离器、耦合器、偏振控制器、保偏光纤环形器、偏振调制器、双折射保偏光纤光栅、掺铒单模光纤和未抽运掺铒保偏光纤组成。 

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端口作为本发明光纤激光器的激光输出端，即输出波长范围为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。 

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，其中的偏振调制器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。 

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，A熔点传输过程中的光的作用能够保证保偏光纤环行器7的b端口输出的线偏振光进入至掺铒保偏光纤3B后沿慢轴向右传输。 

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，B熔点与传输过程中的光的作用能够使在未抽运掺铒保偏光纤3B慢轴中传输的线偏振激光被分成功率相等的两束光分别进入偏振调制器8的慢轴和快轴，从而改变偏振调制器8上的电压，即可在偏振调制器8的输出端获得不同偏振态输出的激光。 

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，C熔点与传输过程中的光的作用能够使偏振调制器8的b端获得不同偏振态输出的激光经保偏光纤光栅9反射，由于反射波长的峰值与进入双折射保偏光纤光栅9的激光偏振态相关，改变输入激光的偏振态就能够获得具有不同反射峰值的波长，从而实现光纤激光器的调谐。