[发明专利]一种能够抑制弛豫振荡的超窄线宽光纤激光器

说明书

本申请公开了一种能够抑制弛豫振荡的超窄线宽光纤激光器，所述光纤激光器沿光路传输方向依次包括泵浦激光源、第一波分复用器、相移光栅、掺铒光纤、第二波分复用器、隔离器及耦合器；所述耦合器与所述泵浦激光源之间设有反馈模块；激光在所述耦合器中分成输出光和反馈光；所述反馈光输入至所述反馈模块中，形成反馈信号；所述反馈模块配置用于：根据泵浦激光源输出功率的变化值，用所述反馈信号调整泵浦激光源的驱动电流，以抑制弛豫振荡噪声。本申请通过光电反馈的方法，抑制了超窄线宽光纤激光器的弛豫振荡噪声，使得超窄线宽光纤激光器在弛豫振荡频率处的强度噪声降低了近20dB。

技术领域

本公开一般涉及激光器技术领域，具体涉及一种能够抑制弛豫振荡的超窄线宽光纤激光器。

背景技术

超窄线宽光纤激光器因其单色性好、能量转换率高、结构紧凑、可靠性高等特点，广泛用于分布式光纤传感等领域。而高精度的分布式光纤传感的应用，对于激光器噪声性能尤其是驰豫振荡噪声特性的要求很高。

激光建立的过程都存在弛豫振荡。激光器开启时，相当于给其泵浦源一个阶跃信号；由于激光器泵浦源的突变，导致激光器中反转粒子数和光子数密度剧烈变化，使得激光器输出光表现出弛豫振荡的特点；激光器的泵浦源在恒定电流驱动下连续工作时，弛豫振荡仍然存在；弛豫振荡的存在，导致激光器输出光不稳定，即激光器的强度噪声在弛豫振荡频率处有一个峰值；弛豫振荡噪声的存在限制了在高精度分布式光纤传感等领域的应用。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种能够抑制弛豫振荡的超窄线宽光纤激光器。

第一方面本申请提供一种能够抑制弛豫振荡的超窄线宽光纤激光器，所述光纤激光器沿光路传输方向依次包括泵浦激光源、第一波分复用器、相移光栅、掺铒光纤、第二波分复用器、隔离器及耦合器；所述耦合器与所述泵浦激光源之间设有反馈模块；

激光在所述耦合器中分成输出光和反馈光；所述反馈光输入至所述反馈模块中，形成反馈信号；

所述反馈模块配置用于：根据泵浦激光源输出功率的变化值，用所述反馈信号调整泵浦激光源的驱动电流，以抑制弛豫振荡噪声。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述反馈模块具体配置用于：

在所述泵浦激光源输出功率大于目标功率时，减小泵浦激光源的驱动电流，使得光纤激光器的输出变小；

在所述泵浦激光源输出功率小于目标功率时，增加泵浦激光源的驱动电流，使得光纤激光器的输出变大。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述反馈模块具体配置用于：所述反馈光与所述输出光的比例为1:99。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述反馈模块用于调整反馈信号的幅度和相位；包括比例反馈电路、积分反馈电路和微分反馈电路和反馈输出电路；

所述反馈信号输入并联设置的比例反馈电路、积分反馈电路和微分反馈电路后，再经过所述反馈输出电路输出。

根据本申请实施例提供的技术方案，

所述比例反馈电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2；所述运算放大器U1A的负输入端与其输出端之间串联有电阻R1，其正输入端接地；反馈信号流经电阻R2、运算放大器U1A后输出；

所述积分电路包括运算放大器U1B、电阻R5和电容C1；所述运算放大器U1B的负输入端与其输出端之间串联有电容C1，其正输入端接地；反馈信号流经电阻R5、运算放大器U1B后输出；

所述微分电路包括运算放大器U2B、电阻R7和电容C2；所述运算放大器U2B的负输入端与其输出端之间串联有电阻R7，其正输入端接地；反馈信号流经电容C2、运算放大器U2B后输出；