[发明专利]一种双波长单纵模光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，更具体地，涉及一种双波长单纵模光纤激光器。

背景技术

光纤激光器在光纤通信、光纤传感、医疗等多个领域具有广泛的应用。光纤激光器结构简单，成本低，而且散热性很好，输出波长稳定。但是目前的实现双波长单纵模光纤激光器的方法存在着一些缺点。

光纤激光器中为了实现多波长单纵模运转，最常用的是以下三种方法。一，利用短腔和特殊的光纤光栅；二，利用高精细度子腔或者超窄滤波器；三，利用掺稀土光纤作为饱和吸收体。但是，以上几种方法具有其固有的缺点。利用短腔和特殊的光纤光栅这种方法稳定性好，但是波长不易于实现调谐；利用高精细度子腔的方法很难得到最优的子腔长度，超窄滤波器难于制作并且价格昂贵；利用掺稀土光纤作为饱和吸收体结构简单，但是必须优化光纤长度实现单纵模运转。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双波长单纵模光纤激光器，能有效抑制激光器的多纵模振荡和跳摸，稳定激光器的单纵模运转，获得窄线宽的激光输出，装置结构简单，成本低廉，能广泛应用于多参数气体探测、激光雷达、医学、新型波分复用通信系统等领域。

为实现上述目的，本发明提供了一种双波长单纵模光纤激光器，其特征在于，包括泵浦源、波分复用器、Tm-Ho共掺光纤、光纤环形器、第一光纤耦合器、第一可调衰减器、第二可调衰减器、第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅和第二光纤耦合器；所述泵浦源连接所述波分复用器的第一输入端，所述波分复用器的输出端通过所述Tm-Ho共掺光纤连接所述光纤环形器的第一端口，所述光纤环形器的第二端口连接所述第一光纤耦合器的第一输入端，所述第一光纤耦合器的第一输出端通过所述第一可调衰减器连接所述第一光纤布拉格光栅，所述第一光纤耦合器的第二输出端通过所述第二可调衰减器连接所述第二光纤布拉格光栅；所述光纤环形器的第三端口连接所述第二光纤耦合器的第一输入端，所述第一光纤耦合器的第二输入端连接所述第二光纤耦合器的第二输入端，所述第二光纤耦合器的第一输出端连接所述波分复用器的第二输入端，所述第二光纤耦合器的第二输出端作为所述双波长单纵模光纤激光器的输出端口。

优选地，工作时，所述泵浦源发出的1570nm泵浦光通过所述波分复用器泵浦所述Tm-Ho共掺光纤，得到2μm波段的激光；所述2μm波段的激光经过所述光纤环形器到达所述第一光纤耦合器，被所述第一光纤耦合器分成两路，一路经过所述第一可调衰减器到达所述第一光纤布拉格光栅，另一路经过所述第二可调衰减器到达所述第二光纤布拉格光栅，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅用于对激光波长进行选择和调谐；由所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅反射的光分别到达所述第一可调衰减器和所述第二可调衰减器，所述第一可调衰减器和所述第二可调衰减器用于通过调节光纤的弯曲损耗实现波长切换，使得由所述第一光纤布拉格光栅和/或所述第二光纤布拉格光栅反射的光到达所述第一光纤耦合器。

优选地，通过将所述第一光纤耦合器的第二输入端连接所述第二光纤耦合器的第二输入端，形成光纤反馈环，以抑制跳模和稳定所述双波长单纵模光纤激光器的单纵模运转。

优选地，上述双波长单纵模光纤激光器还包括设置在所述光纤环形器的第二端口和所述第一光纤耦合器的第一输入端之间的饱和吸收体，用于抑制所述双波长单纵模光纤激光器的多纵模振荡，还用于进一步压窄所述双波长单纵模光纤激光器输出的激光线宽。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、通过将第一光纤耦合器的第二输入端和第二光纤耦合器的第二输入端连接，构成一个光纤反馈环，由此产生的自注入锁定现象能有效抑制跳模，同时能稳定激光器的单纵模运转。

2、利用饱和吸收体产生瞬态光栅，瞬态光栅的带宽很窄，一方面能抑制激光器的多纵模振荡，另一方面能压窄输出的激光线宽。

3、装置结构简单，成本低廉，能广泛应用于多参数气体探测、激光雷达、医学、新型波分复用通信系统等领域。

附图说明

图1是本发明实施例的双波长单纵模光纤激光器的结构示意图；

图2是本发明实施例的双波长单纵模光纤激光器的激光输出光谱图；

图3是本发明实施例的双波长单纵模光纤激光器的波长切换图；

图4是本发明实施例的双波长单纵模光纤激光器的波长调谐图；

图5是本发明实施例的双波长单纵模光纤激光器的激光输出频谱图。