[发明专利]一种基于多模干涉效应的宽可调谐的单频光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于多模干涉效应的宽可调谐的单频光纤激光器，所述激光器包括：高反射率啁啾光纤光栅、高增益光纤、低反射率啁啾光纤光栅、泵浦源、光隔离器、光环形器、光纤标准具和SMS光纤结构装置；高反射率啁啾光纤光栅、高增益光纤和低反射率啁啾光纤光栅依次连接，构成短线型谐振腔部分；光环形器、光纤标准具和SMS光纤结构装置形成环形腔，应力加载器固定在SMS光纤结构装置的上面，通过加载应力于SMS光纤结构装置来改变其透过波长和实现其可调谐滤波，最终实现功率稳定、宽调谐范围的单频光纤激光输出。该激光器结合复合腔的结构优势，具有全光纤化结构、波长调谐范围宽等优点，可广泛应用于光通信、传感、光谱学等领域。

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，具体涉及一种基于多模干涉效应的宽可调谐范围的单频光纤激光器。

背景技术

可调谐单频光纤激光器是一种非常重要的激光光源，在光通信、传感、光谱学等领域有着重要的应用价值。一般调谐的原理是通过某些器件改变透过波长来实现激光器输出波长的改变。目前常用的调谐器件如体光栅、双折射滤光片、电光晶体、法布里－珀罗(F-P)标准具等，通过在线型腔、环形腔或复合腔中插入这类调谐器件来实现可调谐单频激光输出。但是这些方式都存在打破全光纤化结构、体积较大且需要空间对准、成本高等缺点。此外，还会出现容易跳变为多纵模、调谐范围不连续、可靠性差等问题。因此，亟需一种低损耗、全光纤化、结构紧凑、易于和光纤耦合的可调谐方式，从而实现高可靠性、宽调谐范围的单频光纤激光输出。

相关专利有：(1)2015年，华南理工大学申请了相干光正交频分复用系统用的宽可调谐单频光纤激光光源，通过在线型谐振腔外的环形腔里面插入可调谐F-P滤波器，实现宽可调谐单频光纤激光器[公开号：CN 105428973 A]，但该专利所用的可调谐滤波器成本较高，且调谐带宽和精度受限于滤波器件本身。(2)2017年，福建海创光电有限公司申请了一种可调谐激光器，通过改变F-P标准具的角度，来实现透过波长的改变，实现操作快捷的可调谐激光器[公开号：CN 206611012 U]，但该专利并非光纤激光器，准直工作较为困难，且并非单频激光输出特性。(3)2018年，南京邮电大学申请了一种可调谐光纤激光器，通过在单模光纤和特种光纤之间熔接出单模光纤小球和特种光纤小球，形成花生结结构，实现选模和热可调谐全光纤激光器[公开号：CN 208045931 U]，但该专利并非单频激光输出特性，且操作起来较复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，公开了一种基于多模干涉效应的宽可调谐单频光纤激光器。本发明采用复合腔结合自注入锁定结构。利用高、低反射率啁啾光纤光栅和厘米量级高增益光纤构成短线性谐振腔部分，光环形器、光纤标准具和SMS光纤结构装置形成环形腔，应力加载器固定在SMS光纤结构装置的上面。高增益光纤在泵浦源的抽运作用和光纤光栅的选频作用下，谐振腔首先实现宽光谱激光输出；一部分宽光谱激光进入环形腔中，一方面利用光纤标准具产生梳状谱型的激光，另一方面通过加载应力于SMS光纤结构装置，对多模光纤施加拉伸、压缩、弯曲、扭转等形变，通过改变多个横模之间的干涉，改变其透过波长和实现其可调谐滤波，选出单一波长激光；然后注入返回谐振腔中，抑制其它波长的振荡，并压窄线宽，形成单一纵模(单频)激光，最终实现功率稳定、宽调谐范围的单频光纤激光输出。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。