[发明专利]一种钕掺杂1120nm单频光纤激光器

说明书

本发明公开了一种钕掺杂1120 nm单频光纤激光器，所述激光器包括激光泵浦源、谐振腔、毛细血管封装材料、波分复用器、光隔离器和自动温度控制系统；所述增益光纤为Nd³⁺掺杂光纤；激光泵浦源采用正向泵浦或反向泵浦方式，正向泵浦方式中，激光泵浦源的泵浦光直接通过谐振腔耦合进增益光纤进行抽运；反向泵浦方式中，激光泵浦源的泵浦光通过波分复用器的泵浦端耦合进增益光纤进行抽运。利用稀土Nd³⁺离子掺杂有源光纤1120 nm处发射截面大的优点，采用Nd³⁺离子掺杂有源光纤作为增益光纤，显著缩短DBR短直腔腔长，增大纵模间隔，在泵浦光的连续抽运下实现1120 nm低阈值低噪声窄线宽的单频激光输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种钕掺杂1120nm单频光纤激光光器。

背景技术

1120nm波段单频光纤激光器，在众多领域内都有广泛应用；譬如，其可用来泵浦1178nm拉曼放大器，应用于激光导引星光学系统；可用作光纤激光器及放大器的泵浦源，实现高效Tm³⁺掺杂中红外光纤激光及特殊波长激光的功率放大，如1180nm；另外，结合倍频技术，该波段激光产生的560nm可见光波段单频激光还可应用于生物检测及显示领域。目前1120nm波段光纤激光器主要基于Yb³⁺离子掺杂有源光纤，尽管Yb³⁺离子掺杂光纤的受激发射谱可以扩展到1200nm,但由于其在波长大于1100nm范围内发射截面较小，使得光纤在该波段增益较低。所以，为了保证足够增益，目前报道的大部分1120nm光纤激光器都是基于数米长Yb³⁺离子掺杂的增益光纤，在如此长的腔长下，由于纵模间隔非常小，很难实现1120nm单频激光输出。如何实现低阈值，低噪声窄线宽的1120nm单频光纤激光仍是目前研究的重点及难点。

发明内容

为了克服现有技术中的缺点与不足，本发明目的旨在利用稀土Nd³⁺离子掺杂有源光纤1120nm处发射截面大的优点，基于Nd³⁺离子掺杂有源光纤，缩短分布布拉格反射式(DBR)短直腔腔长，增大纵模间隔，在泵浦光的连续抽运下实现1120nm低阈值低噪声窄线宽的单频激光输出。

本发明的目的通过如下技术方案之一实现。

本发明提供了一种钕掺杂1120nm单频光纤激光器，所述激光器包括激光泵浦源、谐振腔、波分复用器、光隔离器和自动温度控制系统；所述谐振腔包括依次相连的宽带光纤布拉格光栅、增益光纤和窄带光纤布拉格光栅，增益光纤作为激光增益介质；波分复用器的公共端和窄带光纤布拉格光栅的一端连接，谐振腔产生的激光经由波分复用器的信号端进入光隔离器，从光隔离器的输出端输出；谐振腔固定在自动温度控制系统内；所述增益光纤为Nd³⁺掺杂光纤；激光泵浦源采用正向泵浦或反向泵浦方式，正向泵浦方式中，激光泵浦源的泵浦光直接通过谐振腔耦合进增益光纤进行抽运；反向泵浦方式中，激光泵浦源的泵浦光通过波分复用器的泵浦端耦合进增益光纤进行抽运。

优选地，宽带光纤布拉格光栅、增益光纤和窄带光纤布拉格光栅两两之间通过研磨抛光各自端面后直接对接耦合。

优选地，宽带光纤布拉格光栅、增益光纤和窄带光纤布拉格光栅两两之间通过光纤熔接机熔接耦合。

优选地，窄带光纤布拉格光栅的中心反射波长为激光输出波长，3dB反射谱带宽为0.02-0.06nm，对信号波长的反射率为70-95％。

优选地，宽带光纤布拉格光栅的3dB反射谱大于0.1nm，对信号波长的反射率大于95％，对泵浦光波长透过率大于90％。

优选地，所述激光器包括一个激光泵浦源，激光泵浦源为单模半导体激光泵浦源。

优选地，所述单模半导体激光泵浦源为808nm半导体激光泵浦源。

优选地，增益光纤的长度为1-2cm。