专利名称：光谱选择性增强的荧光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光源，特别是一种光谱选择性增强的荧光源。该荧光源可用于光纤光栅和光纤分布反馈激光器的光谱分析，及在制作光纤光栅和光纤分布反馈激光器的过程中用作监控光源。也可用于其它光纤光学元件的光谱分析和传感器领域。
背景技术：
光纤分布反馈单纵模激光器可用作惯性约束核聚变激光驱动器前端系统中的主振荡器(参见文献1Howard，T.powell‘long-termwavelength and gain stability demonstrated by NIF master oscillatorcomponents’laser science & technology，march 2000.)，可用于光纤传感器(参见文献2D.J.Hill，P.J.Nash，D.A.Jackson and etc.‘ A fiber laserhydrophone array’SPIE Vol.3860)和光纤陀螺等领域。光纤分布反馈单纵模激光器的主体部分为一段掺杂光纤光栅(参见文献3陈柏，范薇等‘运行于1053nm的单纵模掺Yb光纤激光器研究’中国激光Vol.A29，No.7，2002，P583-585.)。光纤分布反馈单纵模激光器的阈值与那段掺杂光纤光栅的反射率有关。反射率越高，则阈值越低。为制作光纤分布反馈单纵模激光器，还须在掺杂光纤上制作出精确的四分之一波长的相移(参见文献4Jialin Chen，BaiChen“A way of UV trimmingλ/4phase-shifted DFB Yb-doped fiber laser”SPIE The InternationalSymposium On Photonic Glasses ShangHai，China October 14-17，2002)。以上制作过程需采用宽带光源和光谱仪观察和监控。但如宽带光源功率太小，很难分辨高反射率光栅的峰值光谱及监控相移的生成。通常采用的提高荧光功率的办法是采用双程结构，在该结构中采用反射镜把后向荧光反射回去，在增益光纤区予以放大后与前向荧光一起输出。目前在双程荧光光源的制作中采用的反射器件主要是镀膜反射镜和光纤反射圈。镀膜反射镜与光纤的耦合损耗大，不利于制作功率大的荧光源；光纤反射圈的插入损耗也较大，且在不同的波段反射率差距较大，很难制作出光谱平坦性好的荧光。
目前在制作光纤光栅过程中，通常采用的监控光源为宽带荧光源。其带宽一般为几十纳米(nm)。如将整个几十纳米光谱区的功率大幅提高是很困难的。在光纤分布反馈单纵模激光器中，掺杂光纤光栅的半高全宽一般小于0.05nm。因此，实际利用的监控光源光谱区较小。如能将包含掺杂光纤光栅中心波长在内的一较小范围光谱功率予以大幅度增大，则能获得理想的监控光源，且需要的泵浦激光功率也较小。目前在双程荧光光源的制作中采用的镀膜反射镜和光纤反射圈的反射光谱一般为几十纳米。考虑到损耗，光谱宽度及对泵浦功率的要求，在应用于光纤分布反馈单纵模激光器制作过程的监控光源中，采用镀膜反射镜和光纤反射圈作反射器件是不理想的。
发明内容
本发明的目的是要解决上述现有技术的缺点，提供一种光谱选择性增强的荧光源，它应是一种全光纤结构、结构紧凑、光损耗低、需求泵浦功率小等特点。
本发明的技术解决方案如下一种光谱选择性增强的荧光源，其结构是一光纤光栅的一端与一波分复用器的第一输入端相连，该波分复用器的输出端连接一掺杂光纤，该掺杂光纤的另一端经一光纤隔离器输出，一半导体激光器的输出端连接所述的波分复用器第二输入端，所述的光纤光栅的反射率为30分贝，反射光谱近似为方形，反射带宽2nm。
所述的光纤光栅是一根或由一根以上的光纤光栅串接的。在所述的光纤光栅的位置串接第二根、第三根光纤光栅，以改变被增强区域光谱的宽度。
本发明的工作原理是来自半导体激光器的泵浦光经波分复用器耦合至掺杂光纤。掺杂光纤产生双向荧光。向后传播的荧光经波分复用器耦合至光纤光栅。该荧光被光纤光栅反射后，再经波分复用器耦合至掺杂光纤，并被掺杂光纤放大后，通过光纤隔离器输出。在输出光谱中，获得一带宽为2nm，近似方形的光谱区。该区域光谱功率被增强约13dB。
本荧光源特点一根反射光谱为方形的光纤光栅，利用该反射元件反射并选择荧光源中的后向荧光，使被选择荧光得到放大。被选择放大后的荧光光谱功率密度增加13dB，被增强区域光谱平坦，光谱带宽为2nm。本荧光源为全光纤结构，结构紧凑、损耗低，需求泵浦功率小。该荧光源的另一特点是，能很方便地在第一根光纤光栅的位置串接第二根及第三根光纤光栅，因而改变被增强区域光谱的宽度。
图1是本发明光谱选择性增强的荧光源结构的光路中1-光纤光栅，2-波分复用器，3-掺杂光纤，4-光纤隔离器，5-半导体激光器。
具体实施例方式
先请参阅图1，图1是本发明光谱选择性增强的荧光源实施例的结构的光路图，由图可见，本发明光谱选择性增强的荧光源的结构是一光纤光栅1的一端与一波分复用器2的第一输入端相连，该波分复用器2的输出端连接一掺杂光纤3，该掺杂光纤3的另一端经一光纤隔离器4输出，一半导体激光器5的输出端连接所述的波分复用器2的第二输入端，所述的光纤光栅1的反射率为30分贝，反射光谱近似为方形，反射带宽2nm。
所述的光纤光栅1是由一根以上的光纤光栅串接的。
本发明的工作过程原理是来自半导体激光器5的泵浦光经波分复用器2的第二输入端后耦合至掺杂光纤3。掺杂光纤3产生双向荧光。向后传播的荧光经波分复用器2耦合至光纤光栅1。该荧光被光纤光栅1反射后，再经波分复用器2耦合至掺杂光纤3，并被掺杂光纤放大后，通过光纤隔离器4输出。在输出光谱中，获得了一带宽为2nm，近似方形的光谱区。该区域光谱功率被增强约13dB。
本发明的荧光源为全光纤结构，结构紧凑、损耗低，需求泵浦功率小。
权利要求
1.一种光谱选择性增强的荧光源，特征在于其结构是一光纤光栅(1)的一端与一波分复用器(2)的第一输入端相连，该波分复用器(2)的输出端连接一掺杂光纤(3)，该掺杂光纤(3)的另一端经一光纤隔离器(4)输出，一半导体激光器(5)的输出端连接所述的波分复用器(2)第二输入端，所述的光纤光栅(1)的反射率为30分贝，反射光谱近似为方形，反射带宽2nm。
2.根据权利要求1所述的光谱选择性增强的荧光源，其特征在于所述的光纤光栅(1)是一根或由一根以上的光纤光栅串接的。
全文摘要
一种光谱选择性增强的荧光源，其结构是一光纤光栅的一端与一波分复用器的第一输入端相连，该波分复用器的输出端连接一掺杂光纤，该掺杂光纤的另一端经一光纤隔离器输出，一半导体激光器的输出端连接所述的波分复用器第二输入端，所述的光纤光栅的反射率为30分贝，反射光谱近似为方形，反射带宽2nm。本发明具有全光纤结构、结构紧凑、光损耗低、需求泵浦功率小等特点。
文档编号G01N21/17GK1737513SQ200510029380
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者陈柏, 梁丽萍, 陈嘉琳 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所