[发明专利]一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，具体的说是一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器。

背景技术

光纤激光器是指用掺稀土元素光纤作为增益介质的固体激光器，因其转换效率高、易散热、易弯曲等性质成为近几年的研究热点，已广泛应用于光纤通讯、工业制造、医疗卫生及军工领域。其工作原理跟其他固体激光器相仿，掺有稀土离子的光纤作为增益介质，与固定在其两端的两个反射镜构成谐振腔。其常见单端抽运结构如附图1所示，掺杂双包层光纤与光纤光栅构成谐振腔，其中光栅要求对抽运光具有高透射率，且对信号光具有高反射率，半导体激光器提供抽运源，信号光从输出端口输出。其常见双端抽运结构如附图2所示，掺杂双包层光纤与二向光镜构成谐振腔，二向色镜要求对抽运光具有高透射率，且对信号光具有高反射率，半导体激光器提供抽运源，信号光从输出端口输出。

但是，无论是单端抽运或双端抽运结构，都无法实现腔内信号光的双端输出。中国专利CN104518407.A，给出了一种物联网用双端输出光参量振荡440nm波长光纤激光器，但其实为用两段光纤构成两个独立的光纤激光器，并非同一光纤、同一谐振腔，也无法实现全光纤化。现有光纤激光器不能实现单光纤双端输出，限制了它在某些系统中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器，能够实现腔内信号光的双端输出，可满足相干组束等应用的需要。

本发明的目的是这样实现的：一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器，包括双芯光纤、两个抽运输入端口和两个信号光输出端口，其中，两个抽运输入端口分别设置在双芯光纤的两端，两个信号光输出端口分别设置在双芯光纤的两端，两个抽运输入端口还分别连接有抽运源，两个信号光输出端口上分别设置有光纤光栅。

进一步，双芯光纤包括包层和设置在包层内的有源掺杂纤芯及传能纤芯，有源掺杂纤芯和传能纤芯为在包层内非同轴平行设置，有源掺杂纤芯用于传输信号光，传能纤芯用于传输抽运光。

本发明的优点在于：以掺杂双芯光纤作为工作介质，两条纤芯分别传输抽运光和激发信号光，在光纤两端处将两条纤芯分开，实现了传统双包层光纤抽运结构中抽运端口和信号光端口的分离，从而使系统具有多个独立的信号光输出端口。由于双输出来自于同一谐振腔，因此性质完全一致，可以实现相干输出。如果采用双端对称抽运，两光栅反射率及带宽相同，将获得双端对称的功率输出，相干可见度明显。而且本系统不含透镜等分立元件，各元件采用光纤耦合，为全光纤结构，易于维护和小型化。

附图说明

图1为现有单端抽运光纤激光器示意图；

图2为现有双端抽运光纤激光器示意图；

图3为本发明的双端输出全光纤激光器的结构示意图；

图4为本发明的双端输出全光纤激光器的双芯光纤截面图；

其中，31-双芯光纤；32-抽运输入端口；33-抽运输入端口；34-信号光输出端口；35-信号光输出端口；36-光纤光栅；37-光纤光栅；38-抽运源；39-抽运源；41-传能纤芯；42-有源掺杂纤芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

本发明为一种双端输出全光纤激光器，包括双芯光纤31、两个抽运输入端口32、33和两个信号光输出端口34、35，其中，抽运输入端口32和信号光输出端口34设置在双芯光纤31的一端，抽运输入端口33和信号光输出端口35设置在双芯光纤31的另一端，抽运输入端口32上连接有抽运源38，抽运输入端口33上连接有抽运源39，信号光输出端口34上设置有光纤光栅36，信号光输出端口35上设置有光纤光栅37，光纤光栅36和光纤光栅37用于精确控制信号光波长，双芯光纤31包括包层和设置在包层内的有源掺杂纤芯42及传能纤芯41，有源掺杂纤芯42和传能纤芯41为在包层内非同轴平行设置，有源掺杂纤芯42的掺杂介质决定信号光工作波长，传能纤芯41用于传输抽运光。

本发明的激光器是这样实现相关作用的：抽运源38通过抽运输入端口32向本激光器系统输入抽运光；抽运源39通过抽运输入端口33输入抽运光；有源掺杂纤芯42在抽运光的激励下，将发生自发辐射，在光纤光栅对（光纤光栅36和光纤光栅37）组成的腔镜中形成谐振，信号光通过光纤光栅对（光纤光栅36和光纤光栅37）耦合组成。