[发明专利]全光纤环形可调谐光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种光纤激光器，特别是一种全光纤环形可调谐光纤激光器。

背景技术

光纤激光器以其体积小、效率高、稳定性好、光束质量好等优点，发展十分迅速。目前在光纤激光器中，常见的可调激光技术主要基于旋转光栅、复合环形共振、调节腔内标准具的角度、利用声光滤波器、电调液晶标准具、光纤光栅调谐、光纤环形、取样光栅及偏振控制等这些技术，要么采用非全光纤结构，要么使用的光栅对不方便调节效率低，或者调节范围比较窄，或者输出功率过小。

发明内容

针对目前现有调谐光纤激光器中所存在的问题，本发明公开一种插入很小的全光纤结构可调谐光纤激光器，其采用光纤环形腔结构，在光纤激光器内接入一个全光纤结构的射频调制的滤波器，当滤波器的吸收谱与有源光纤的增益谱发生交叠时，滤波器的吸收谱就形成对有源光纤的增益谱调制作用，其结果使调制后的增益谱中心增益波长发生移动，环形腔中激光输出波长会随增益谱的中心波长而变，实现波长调谐。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以解决：

一种全光纤环形可调谐光纤激光器，包括光纤激光器主体部分和可调谐滤波器两部分，其中：

所述光纤激光器主体部分包括泵浦源、第一波分复用器、双包层掺杂光纤、第二波分复用器和双包层非掺杂光纤、输出尾纤，其中，第一波分复用器的泵浦臂、信号注入端和合束端分别对应熔接泵浦源、双包层非掺杂光纤和双包层掺杂光纤；第二波分复用器的信号注入端、第一分光臂和第二分光臂分别对应熔接双包层掺杂光纤、双包层非掺杂光纤和输出尾纤；所述第一波分复用器、双包层掺杂光纤、第二波分复用器和双包层非掺杂光纤组成光纤环腔；

所述可调谐滤波器包括光纤固定牵拉支架、三角柱支架、压电陶瓷、垫块、射频电源和双包层非掺杂光纤；其中，所述光纤固定牵拉支架包括左瓣、右瓣，左瓣、右瓣之间通过刚性支撑架连接；左瓣、右瓣均为外弧内平的柱体；左瓣、右瓣外弧上刻多个平行的槽；

双包层非掺杂光纤绕在光纤固定牵拉支架外部的槽中并拉紧，三角柱支架置于压电陶瓷上，压电陶瓷底部加垫垫块使三角柱支架顶部的棱接触双包层非掺杂光纤；压电陶瓷连接射频电源；

所述的双包层非掺杂光纤的结构尺寸与双包层掺杂光纤匹配。

本发明还包括如下其他技术特征：

所述压电陶瓷通入射频电源时引起双包层非掺杂光纤的振动，使得双包层非掺杂光纤纤芯折射率发生周期变化形成长周期光纤光栅，产生以某一波长为中心的吸收谱，当该吸收谱与双包层掺杂光纤的增益谱交叠，射频电源的输出频率的改变使得长周期光栅吸收谱移动，从而使得增益谱中心波长的移动；所述激光器的输出波长与增益谱中心波长相吻合，从而通过射频电源7的输出频率的调整实现需要的输出波长。

所述左瓣和右瓣之间的距离为8cm～30cm。

所述左瓣、右瓣均为半圆柱、半椭圆柱或矩形带半圆柱。

所述左瓣、右瓣上相邻的槽间距为2mm～5mm，槽深等于双包层非掺杂光纤外包层半径。

所述左瓣、右瓣顶部均设有压条。

所述三角柱支架的顶角以30°～60°。

所述双包层掺杂光纤选取6/125μm的掺铥双包层光纤，该光纤的包层吸收率为1.4dB/m790nm，纤芯数值孔径为0.23，长度取10m；双包层非掺杂光纤选取6/125μm的非掺杂双包层光纤。

本发明所述全光纤环形可调谐光纤激光器，采用射频调谐的方式以超声振动形成周期可调的长周期光纤光栅实现光纤激光器波长调谐，光纤激光器采用无分立元件的全光纤结构，无插入损耗，具有光束质量好、输出功率高、结构紧凑、性能稳定可靠的优点，同时该激光器可实现很宽范围的连续调谐。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为吸收光谱测试结构示意图。

图3为光纤固定牵拉支架的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为射频电源的射频输出频率与吸收谱中心波长的实验关系图。

以下结合附图和具体实施实例对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

参见图1，本发明的全光纤环形可调谐光纤激光器，包括光纤激光器主体部分和可调谐滤波器两部分，其中：