[发明专利]保偏-掺铒-保偏Sagnac环自激多波长窄线宽布里渊激光器

说明书

本发明涉及一种保偏‑掺铒‑保偏Sagnac环自激多波长窄线宽布里渊激光器，包括掺铒光纤放大器EDFA、光环形器、单模光纤SMF、保偏‑掺铒‑保偏Sagnac环、光耦合器和C波段光谱分析仪。本发明结构简单，输出功率平坦、窄线宽、多数量的激光，使用保偏‑掺铒‑保偏结构的Sagnac环，相当于一个保偏FBG滤波器，在压窄过程中，无需添加额外的泵浦激光器，光纤环将输出光自注入激光器，对激光器形成外腔效果而进行精细选模，能够通过压窄光谱有效压窄激光器的线宽，保证窄线宽激光波长的输出，并可以自动追踪环路中的光波长；由于Sagnac环中的掺铒光纤的吸收，在保证窄线宽激光输出的同时，可以保证功率平坦的更多数量的激光输出。

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，更具体地说，涉及一种保偏-掺铒-保偏Sagnac环自激多波长窄线宽布里渊激光器。

背景技术

近几年来，多波长窄线宽布里渊光纤激光器由于其良好的窄线宽特性也被广泛用于光纤传感系统中做深入研究。目前，线宽压窄的方法有：慢光效应压窄、光纤散射效应压窄和光外腔反馈法等。

现有的研究多波长窄线宽布里渊光纤激光器技术中，有孟洲等提出的发明专利，公开号为：CN102946041A，发明名称为“可调谐单偏振超窄线宽布里渊掺铒光纤激光器”；周会娟等提出的发明专利，公开号为：CN102361210A发明名称为“一种单频超窄线宽布里渊掺铒光纤激光器”；前者通过控制压电陶瓷调制激光器腔长和布里渊增益，线性增益易受影响，无法准确匹配线性增益和非线性增益，输出的多波长激光功率不平坦，光信噪比低，而且通过采用窄线宽激光源和窄带光滤波器来保证窄线宽的激光输出；后者环形短腔外加窄线宽泵浦激光器，当腔长变小时，为了达到一定的增益值，就需要不断增加泵浦的输入功率，或者加大EDFA功率容易造成光功率过高出现锁定现象，并需要改变EDFA的位置，不便于操作。两者都采用短腔法来获得窄线宽的多波长激光输出，虽然简单实用，但是由于掺铒光纤荧光效应造成的激光器输出谱线宽和模式的影响，就需要不断缩短腔长，要求十分苛刻；其次，当谐振腔非常短时，对激光工作物质会受到一定的限制，为了达到一定的增益值，就需要不断增加泵浦源的输入功率，甚至需要提高光纤中的掺杂浓度，这样又提高了成本；而且这两种结构很难保证更多数量功率平坦的激光输出。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种保偏-掺铒-保偏Sagnac环自激多波长窄线宽布里渊激光器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种保偏-掺铒-保偏Sagnac环自激多波长窄线宽布里渊激光器，包括：掺铒光纤放大器EDFA、光环形器、单模光纤SMF、保偏-掺铒-保偏Sagnac环、光耦合器和C波段光谱分析仪；

掺铒光纤放大器EDFA与光环形器a端口连接，b端口与单模光纤SMF一端相连，单模光纤SMF另一端连接保偏-掺铒-保偏结构Sagnac环，光耦合器包括输入端和两个输出端，输入端和其中一输出端分别与光环形器的c端口和掺铒光纤放大器EDFA相连构成环形结构，另一输出端连接C波段光谱分析仪；

保偏-掺铒-保偏Sagnac环包括3 dB耦合器、第一三环偏振器和第二三环偏振器、第一保偏光纤PMF和第二保偏光纤PMF以及掺铒光纤；第一保偏光纤PMF和第二保偏光纤PMF一端分别连接第一三环偏振器和第二三环偏振器的一端，另一端对称地连接在掺铒光纤两端第一三环偏振器和第二三环偏振器的另一端分别连接3 dB耦合器两端；

掺铒光纤放大器EDFA产生的ASE光，通过光环形器的a端口，由b端口进入单模光纤SMF后被注入保偏-掺铒-保偏Sagnac环中，环绕一圈后原路径返回，由光环行器的b端口进入c端口，经过光耦合器后，部分光形成探测光，输出到C波段光谱分析仪进行观测，剩余部分光再次进入掺铒光纤放大器EDFA，在谐振腔中进行谐振；当泵浦功率高于布里渊阈值时，掺铒光纤的线性增益与单模光纤SMF的非线性布里渊增益级联产生多级布里渊Stocks输出。

其中，掺铒光纤放大器EDFA的输出功率为500 mW。