[发明专利]一种单频、单偏振的光纤分布式反馈激光器

说明书

本发明公开了一种单频、单偏振的光纤分布式反馈激光器，光子晶体光纤DFB光栅的两侧均通过光纤熔接一个波分复用器；一侧的波分复用器的另一边通过光纤熔接泵浦源和光纤耦合器，光纤耦合器的另一边通过光纤熔接光纤隔离器和光电探测器，光纤隔离器的另一边连接反向输出激光信号端口；另一侧的波分复用器的另一边通过光纤熔接残余泵浦和光纤隔离器，光纤隔离器的另一边连接前向输出激光信号端口。本发明由单一带有π相移的分布式反馈光纤光栅构成，从而本光纤分布式反馈激光器的体积小，且其输出激光为单横模、单偏振的窄线宽光源，不仅单色性好、相干长度长，而且输出的功率稳定，受环境的温度变化、振动、弯曲等因素的影响小，具有较高的实用性。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种单频、单偏振的光纤分布式反馈激光器。

背景技术

光纤分布式反馈(DFB)激光谐振腔由均匀分布于增益介质内的单一的带π相移DFB布拉格光纤光栅(FBG)构成，π相移的作用是在DFB光栅阻带内形成唯一窄线宽透射窗口，抑制高阶谐振纵模，从而选择性地在该透射窗口频率处实现单频窄线宽激光输出。光纤DFB激光器具有输出光束质量高、单模、单频线宽窄、频率稳定、低噪、体积小等特点，在光纤通信、传感、遥感和医疗等领域具有广泛应用前景。自1994年英国南安普顿大学光电子研究中心(ORC)首次报道稀土掺杂DFB光纤激光器以来，DFB光纤激光器得到了高度的重视和迅速发展。迄今为止，已经在稀土掺杂和无源光纤中实现了1μm、1.11μm、1.55μm、2.0μm和2.8μm波段的光纤DFB激光输出。其中，稀土掺杂光纤DFB激光器受到掺杂稀土离子能级的限制，激光输出波长只能覆盖由稀土离子发射决定的几个离散波段，通常稀土掺杂光纤增益较高，DFB光栅长度一般在几个厘米左右。基于光纤受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)效应的无源光纤DFB激光器的输出波长由泵浦光纤决定，理论上可以实现任意波长激光输出，但由于光纤的SRS和SBS增益较低，通常需要较长的DFB光栅，一般在十几-几十厘米范围，这对DFB光栅制备技术提出了更高的要求。

然而，上述DFB光纤激光器都是基于传统芯-包层结构光纤，输出激光的偏振性能主要由DFB光栅的双折射效应、D-形状非对称光纤或偏振相关增益特性等决定。由于所用光纤不是单偏光纤，输出激光的偏振度容易受到工作环境等因素的干扰，从而在一定程度上降低了输出激光的频率、功率和模式等的稳定性。因此，采用单模单偏光纤，并结合DFB谐振腔的高精度选频特性，基于单偏光纤的DFB激光器是实现结构紧凑且高稳定的单频、单偏激光输出的有效途径之一。

光子晶体光纤通过包层的微结构设计，可以灵活地调控光纤的波导特性：如通过超小芯径设计实现低激光阈值；如通过微结构在光纤横截面正交方向的差异设计，实现宽频单偏振输出等。然而，基于单偏光子晶体光纤结构的DFB光纤激光器的研究工作尚未见于文献。因此，基于光子晶体光纤的DFB激光器，实现单频窄线宽、单偏振、低噪、高稳定性、低噪等高性能激光输出，在光纤陀螺、光纤传感、医疗、长远距离通信、雷达等领域具有重要应用。

发明内容

发明目的：针对现有单频窄线宽光纤分布式反馈激光器的输出激光的偏振态的纯度不高，从而导致输出功率不稳定的问题，本发明提出一种单频、单偏振的光纤分布式反馈激光器。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种单频、单偏振的光纤分布式反馈激光器，所述光纤分布式反馈激光器包括有光子晶体光纤DFB光栅、波分复用器、泵浦源、光纤隔离器、光纤耦合器和光电探测器，所述光子晶体光纤DFB光栅的两侧均通过光纤熔接一个波分复用器；

所述泵浦源和光纤耦合器通过光纤熔接位于光子晶体光纤DFB光栅一侧的波分复用器的另一边，所述光纤隔离器和光电探测器通过光纤熔接光纤耦合器的另一边，所述光纤隔离器的另一边连接反向输出激光信号端口；

所述光纤隔离器和残余泵浦通过光纤熔接位于光子晶体光纤DFB光栅另一侧的波分复用器的另一边，所述光纤隔离器的另一边连接前向输出激光信号端口。