[发明专利]光子晶体光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光子晶体光纤激光器，属于光电子技术领域。

背景技术

光子产业中存在着一种基础的材料——光子晶体，光子晶体的研究不仅仅是光通讯领域内的问题，同时它对其他相关产业也将产生巨大的影响。自从1987年Yablonowitch和John分别独立地提出了光子晶体和光子禁带的概念以来，光子晶体就成为国内外都受到极大重视的热点课题，在光学物理、凝聚态物理、电磁波、信息技术等领域引起了人们广泛的关注。在这短短二十年里，光子晶体在理论研究和实验研究方面都取得了显著的成果，并且在某些领域也有了一定的应用，比如光子晶体光集成回路、光子晶体光波导、光子晶体滤波器等。

光子晶体中有一种是制作在光纤中，一般称之为光子晶体光纤，光子晶体光纤的一般结构如附图1所示，它是在光纤中沿轴向均匀排列着气孔，从光纤端面看，存在着周期性的二维结构，该二维周期性的结构一般为圆形空气孔，其中的d表示圆形空气孔的直径，而Λ表示周期，其中的一个气孔遭到了破坏或缺失，这样就产生了缺陷，光就能够在缺陷中传播，其中的缺陷如附图1中的中央部分所示，在中央部分处，周期性的二维结构遭到了破坏了，从而在中间位置处产生了能够导光的缺陷。

光子晶体光纤出现之后即被应用于光纤激光器，也即将掺杂有增益物质的光子晶体光纤代替原来的掺杂光纤而获得光子晶体光纤激光器，这种光子晶体激光器具有输出频率稳定，稳定的单模，阈值低。

同时，在光纤激光器中还存在一种可调谐光纤激光器，其中调谐的原理有多种，例如使用温度调谐有源光纤两端作为腔镜的光栅周期，从而获得不同的波长输出，还有利用利特罗光栅的，通过调节利特罗光栅而获得调谐的波长输出。

对于光子晶体光纤激光器来说，其虽然具有本身的优点，但是其不能实现调谐输出，而对于普通的可调谐光纤激光器来说，其具有问题的是输出不够稳定，调谐范围不够大，出现上述两个问题的原因主要在于：光纤激光器调谐输出的原理在于其是利用温度或压力来对增益介质的增益带宽内的波长实现调谐，而由于温度或压力本身就是不易控制的，并且很容易受到外界环境的影响，进而影响到输出的稳定性，而每个增益介质的增益带宽都是特定的，其增益带宽就直接决定了可调谐范围，也即不会太宽。

而有些时候我们需要的输出波长可能并不需要很多，也许只是两三个分立的波长，但是对于每个波长的输出要求都比较高，也即要求稳定的输出，对于外界环境的影响不敏感，也即可能只需要三个波长输出，并且三个波长之间的频率间隔可能比较大，已经超过了一种增益物质的增益带宽，并且要求无论调谐到哪个波长输出都要有稳定的输出，但是现有的光纤激光器并不能提供这样的输出，本发明正是针对于此而提出的。

发明内容

本发明就是为解决上述问题而提出的，提供一种光子晶体光纤激光器，很好的解决现有技术中所存在的问题。

本发明的思路是在一光子晶体光纤束内设置有多根不同周期结构的二维光子晶体光纤，在每一根光子晶体光纤中心均具有一个能够导光的缺陷，并且在每根光子晶体光纤内掺杂有与该光子晶体光纤所能传导的光波长相对应的增益物质，并使用这样的光子晶体光纤束作为可调谐光子晶体光纤激光器的增益光纤。

以上述思想构建的光子晶体光纤激光器，可实现几个稳定的可调谐波长输出。

本发明提供了一种波长可调谐光子晶体光纤激光器，其特征在于：作为增益介质的光子晶体光纤束内设置有多种不同周期结构的二维光子晶体结构，在每一种周期结构的二维光子晶体结构中具有一个能够导光的缺陷位，并且在每根光子晶体光纤内掺杂有与该缺陷位所能传导光波长相对应的增益物质。

所述多根为两根。

所述多根为三根。

所述多根为四根。

所述调谐使用利特罗光栅。

所述四根分布在光纤束内的左上，左下，右上，右下四个位置上。

附图说明

附图1是现有技术中一普通光子晶体光纤的结构示意图；

附图2是本发明中所采用的光子晶体光纤截面示意图；

具体实施方式

下面以具体实施方式来详细说明本发明的光子晶体光纤激光器。

附图2示出了本发明所使用的光子晶体光纤束，其中可以看出，在该光子晶体光纤束中具有四根光子晶体光纤，它们分别位于左上角，右上角，左下角和右下角。并且在每根光子晶体光纤的二维光子晶体的周期结构中心均存在一个缺陷位，并且在每根光子晶体光纤中掺杂有与光子晶体光纤所能传导的光波长相对应的增益物质。