[发明专利]基于相移取样光栅的双波长光纤激光器

权利要求书

1.一种基于相移取样光栅的双波长光纤激光器，包括泵浦源（1）、隔离器（2）、相移取样光栅构成的激光器谐振腔结构（3），泵浦源的输出端与隔离器的输入端口(2-1)相连接；隔离器的输出端口（2-2）与相移取样光栅构成的激光器谐振腔结构（3）的一端相连接；相移取样光栅构成的激光器谐振腔结构（3）的另一端为该激光器的输出端。

 

2.根据权利要求1所述的基于相移取样光栅的双波长光纤激光器，其特征是上述的相移取样光栅是在一个取样光栅上插入相移P构成，该取样光栅由一个长度为L₁的均匀光纤光栅和一个长度为L₂的无光栅光纤交替分布构成，其中L₂无光栅光纤的等效相移为π，上述的相移P位于取样光栅的栅区内，且插入位置使左右栅区长度相等分别为0.5L₁，其具体结构为：…L₁ L₂ L₁ L₂0.5 L₁P 0.5L₁ L₂ L₁ L₂ L₁…。

3.根据权利要求2所述的基于相移取样光栅的双波长光纤激光器，其特征在于所述的相移取样光栅中无光栅光纤等效π相移指相移量为π的奇数倍，其相移量由公式4πn_effL₂/λ决定，n_eff是有效折射率，L₂是无光栅光纤的长度，λ是激光器中振荡波长。

4.一种权利要求1至3中任一项所述的双波长光纤激光器的实现方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）将相移取样光栅刻写在高浓度掺杂光纤上，作为谐振腔接入到激光器的结构中，泵浦源输出的泵浦光经过隔离器后输入到由相移取样光栅构成的激光器谐振腔结构中，隔离器的作用是保护泵浦源不受激光器谐振腔中输出的激光的影响；

（2）上述的掺杂光纤作为增益介质，在泵浦源输出的泵浦光作用下实现粒子数反转，掺杂光纤上的相移取样光栅的主要作用是双峰滤波，它能够对激光器谐振腔内存在的光波进行选频，从而得到双波长激光的输出；

（3）当激光器谐振腔内的增益大于损耗时，激光器起振；当泵浦光大于激光器阈值时，输出双波长激光。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（1）和（2）中所述的相移取样光栅所插入相移P的位置不变，改变插入相移P的大小时，会改变相移取样光栅中透射峰的位置，进而影响输出的双波长激光器的输出波长；当插入的相移量为 π 时，透射峰位于反射带宽的中央，当相移量减小或增大时，透射峰会向长波长或短波长方向移动；激光器输出的波长会随着相移P的大小而变化，但波长间隔不变。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（1）和（2）中所述的相移取样光栅所插入相移P的大小不变，改变插入相移P的位置时，会影响相移取样光栅的透射峰透射率大小，进而影响输出的双波长激光器的阈值；当相移P位置位于光栅中点时，相移取样光栅的透射率最大，激光器的阈值最低，当相移P位置偏离光栅中点变化较小时，透射率变化较小，激光器的阈值较低，当相移P位置偏离光栅中点变化较大时，其透射率会严重损耗，激光器的阈值较大。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的相移取样光栅的双峰滤波特性及激光模式选择实现过程为：等效相移为π的多周期取样光栅具有两个反射率较高的反射窗口，在该取样光栅上再插入相移，能够在原有的双波长反射谱内，打开窄带的透射窗口，实现更加窄带的双波长滤波，更加有利于激光模式的选择。