[发明专利]频率调制单频光纤激光器

权利要求书

1.一种频率调制单频光纤激光器，其特征在于包括单模半导体激光泵浦源（1）、波分复用器（2）、窄带布拉格光纤光栅（3）、稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）、宽带布拉格光纤光栅（5）、光纤隔离器（6）、PZT压电陶瓷（7）和主动温度控制的热沉（8）；各部件的结构关系是：波分复用器（2）的公共端与窄带布拉格光纤光栅（3）的一端连接，窄带布拉格光纤光栅（3）的另一端经稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）与宽带光纤布拉格光栅（5）的一端连接，波分复用器（2）的信号端与光纤隔离器（6）连接，稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）、窄带布拉格光纤光栅（3）以及宽带光纤布拉格光栅（5）固定封装在自动温度控制的热沉（8）中， PZT压电陶瓷（7）固定在稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）上；单模半导体激光泵浦源（1）的泵浦方式采用如下三种方式之一：

方式一、单模半导体激光泵浦源（1）与波分复用器（2）的泵浦输入端连接，所述宽带光纤布拉格光栅（5）的另一端被研磨抛光成斜面以防止端面反射，单模半导体激光泵浦源（1）经由波分复用器（2）耦合进窄带布拉格光纤光栅（3）进行前向泵浦；

方式二、单模半导体激光泵浦源（1）直接接入宽带布拉格光纤光栅（5）的另一端进行后向泵浦，此时波分复用器（2）的泵浦输入端被研磨抛光成斜面以防止端面反射；

方式三、同时采用方式一的前向泵浦和方式二的后向泵浦进行双向泵浦，单模半导体激光泵浦源（1）同时与波分复用器（2）的泵浦输入端和宽带布拉格光纤光栅（5）的另一端连接。

2.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于：所述稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）的纤芯成分为磷酸盐玻璃，组成为70P₂O₅-8Al₂O₃-15BaO-4La₂O₃-3Nd₂O₃，所述稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）的纤芯掺杂高浓度的发光离子，所述发光离子为镧系离子、过渡金属离子中一种或多种的组合体,所述发光离子掺杂浓度大于1×10¹⁹ions/cm³,且在纤芯中是均匀掺杂。

3.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）和窄带布拉格光纤光栅(3)以及宽带光纤布拉格光栅（5）之间是通过研磨抛光各自的光纤端面后直接对接耦合，或者通过光纤熔接机熔接耦合的。

4.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述宽带光纤布拉格光栅（5）用二色镜代替。

5.如权利要求4所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述二色镜为在介质镜表面镀上薄膜形成或为直接在稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）未与窄带布拉格光纤光栅(3)连接的一侧端面经研磨抛光后镀上薄膜形成，所述薄膜对激光信号波长反射率大于90%，对泵浦波长透射率大于90%。

6.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述PZT压电陶瓷（7）直接用光纤胶固定在稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤（4）侧面进行频率调制。

7.如权利要求6所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于施加于所述PZT压电陶瓷（7）上的射频信号为正弦波、锯齿波或三角波。

8.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述窄带布拉格光纤光栅（3）的中心反射波长为激光输出波长，3dB 反射谱宽小于0.1 nm，中心波长反射率为10-95%；宽带布拉格光纤光栅（5）的3dB 反射谱宽大于0.1 nm，且其对激光信号波长反射率大于90%，对泵浦波长透射率大于90%。

9.如权利要求1所述的频率调制单频光纤激光器，其特征在于所述自动温度控制的热沉（8）由半导体制冷器TEC实现。