专利名称：增益开关脉冲型单频光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤激光器,尤其是一种增益开关(gain switched)脉冲型单频光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。
背景技术：
光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵(Er)，镱(Yb)，铥(Tm)，钦(Ho)，钕(Nd)等，光纤激光器的工作波段覆盖了从紫外到中红外，与其他激光器相比，光纤激光器具有激光工作阈值低，能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。单频脉冲光纤激光器，具备光纤激光器普遍的优点，同时能够提供窄线宽，高峰值功率，这些特点使其被广泛应用于传感，雷达，光谱学，非线性光学等领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能优越、工作稳定、同时具备光纤激光器和单频脉冲光纤激光器优点的增益开关(gain switched)脉冲型单频光纤激光器。
本发明可以通过以下技术方案实现。一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，包括电流脉冲驱动器1、带尾纤的半导体泵浦激光器2、光纤合束器3、高反射率光纤布拉格光栅4、增益光纤5、低反射率光纤布拉格光栅6和输出光纤7,其特征在于电流脉冲驱动器I驱动带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光，带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光与光纤合束器3的泵浦输入端相连，光纤合束器3输出端与高反射率光纤布拉格光栅4相连,高反射率光纤布拉格光栅4的另一端与增益光纤5焊接在一起，增益光纤5另一端与低反射率光纤布拉格光栅6连接，低反射率光纤布拉格光栅6输出的激光脉冲经输出光纤7输出。本发明所述的输出光纤7输出的脉冲激光是单频(单纵模)激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的。激光腔腔长L= LI+L2+L3 ;其中LI为增益光纤、L2为高反光栅尾纤、L3为低反光栅尾纤,激光腔内各纵模间距
v= (c/2nL),其中c是光波在真空中的传播速度，η是光纤纤芯的折射率，L是激
光腔腔长。通过使用高掺杂增益光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制得尽量短，从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽较窄的低反射光纤光栅，使用此种方法，可以保证激光单纵模(单频)输出。本发明所述的电流脉冲驱动器I输出脉冲电流驱动带尾纤的半导体泵浦激光器2输出泵浦激光脉冲，此泵浦激光脉冲对增益光纤5进行抽运实现光纤激光脉冲输出。本发明所述的增益光纤5可以是掺镱(Yb)光纤,掺馆(Er)光纤,馆镱共掺光纤,掺铥(Tm)光纤或者是掺钦(Ho)光纤，通过使用不同的稀土掺杂增益光纤，可以得到工作在不同波长(lum,1. 5um, 2um等)的单频光纤激光器。本发明实现了一种简易的获得单频脉冲型光纤激光器的，其性能优越、工作稳定，同时具有光纤激光器和单频脉冲光纤激光器所具备的优点，可广应用于传感，雷达，光谱学，非线性光学等领域。
图1是本发明的一种结构示意图。
电流脉冲驱动器1、带尾纤的半导体泵浦激光器2、光纤合束器3、高反射率光纤布拉格光栅4、增益光纤5、低反射率光纤布拉格光栅6、输出光纤7。
具体实施例方式结合附图对本发明作进一步的描述。如图1所示，一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，包括电流脉冲驱动器1、带尾纤的半导体泵浦激光器2、光纤合束器3、高反射率光纤布拉格光栅4、增益光纤5、低反射率光纤布拉格光栅6和输出光纤7,上述各组成部分与现有技术相同,此不赘述,本发明的特征在于电流脉冲驱动器I驱动带尾纤的`半导体泵浦激光器2输出脉冲激光，带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光与光纤合束器3的泵浦输入端相连,光纤合束器3输出端与高反射率光纤布拉格光栅4相连，高反射率光纤布拉格光栅4的另一端与增益光纤5焊接在一起，增益光纤5另一端与低反射率光纤布拉格光栅6连接,低反射率光纤布拉格光栅6输出的激光脉冲经输出光纤7输出。本发明所述的输出光纤7输出的脉冲激光是单频(单纵模)激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的。激光腔腔长L= LI+L2+L3 ;其中LI为增益光纤、L2为高反光栅尾纤、L3为低反光栅尾纤,激光腔内各纵模间距
V= (C/2nL)，其中c是光波在真空中的传播速度，η是光纤纤芯的折射率，L是激
光腔腔长。通过使用高掺杂增益光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制得尽量短，从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽较窄的低反射光纤光栅，使用此种方法，可以保证激光单纵模(单频)输出。本发明所述的增益开关(gain switched)脉冲型单频光纤激光器,输出的脉冲激光是单频(单纵模)激光，单纵模激光输出通过控制激光腔腔长实现。本发明所述的增益开关(gain switched)脉冲型单频光纤激光器，电流脉冲驱动器输出脉冲电流驱动半导体泵浦激光器输出泵浦激光脉冲，此泵浦激光脉冲对增益光纤进行抽运实现光纤激光脉冲输出。本发明所述的增益开关(gain switched)脉冲型单频光纤激光器,增益光纤可以是掺镱(Yb)光纤,掺馆(Er)光纤，馆镱共掺光纤，掺钱(Tm)光纤或者是掺钦(Ho)光纤,通过使用不同的稀土掺杂增益光纤’可以得到工作在不同波长^皿^^皿^皿等)的单频光纤激光器。
权利要求
1.一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，包括电流脉冲驱动器1、带尾纤的半导体泵浦激光器2、光纤合束器3、高反射率光纤布拉格光栅4、增益光纤5、低反射率光纤布拉格光栅6和输出光纤7，其特征在于电流脉冲驱动器I驱动带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光，带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光与光纤合束器3的泵浦输入端相连，光纤合束器3输出端与高反射率光纤布拉格光栅4相连,高反射率光纤布拉格光栅4的另一端与增益光纤5焊接在一起，增益光纤5另一端与低反射率光纤布拉格光栅6连接，低反射率光纤布拉格光栅6输出的激光脉冲经输出光纤7输出。
2.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于输出光纤7输出的脉冲激光是单频激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的。
3.激光腔腔长L=LI+ L2 + L3 ；其中LI为增益光纤、L2为高反光栅尾纤、L3为低反光栅尾纤，激光腔内各纵模间距V二 (C /2nL)，其中C是光波在真空中的传播速度，η是光纤纤芯的折射率，L·是激光腔腔长，通过使用高掺杂增益光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制得尽量短，从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽较窄的低反射光纤光栅，使用此种方法，可以保证激光单纵模(单频)输出。
4.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于电流脉冲驱动器I输出脉冲电流驱动带尾纤的半导体泵浦激光器2输出泵浦激光脉冲，此泵浦激光脉冲对增益光纤5进行抽运实现光纤激光脉冲输出。
5.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于增益光纤使用不同的稀土掺杂，可以得到工作在不同波长的单频光纤激光器。
6.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于增益光纤是掺镱(Yb)光纤。
7.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于增益光纤是掺饵(Er)光纤。
8.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于增益光纤是馆镱共掺光纤。
9.根据权利要求1所述一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于增益光纤是掺钱(Tm)光纤或者是掺钦(Ho)光纤。
全文摘要
本发明公开了一种增益开关脉冲型单频光纤激光器，其特征在于电流脉冲驱动器1驱动带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光，带尾纤的半导体泵浦激光器2输出脉冲激光与光纤合束器3的泵浦输入端相连，光纤合束器3输出端与高反射率光纤布拉格光栅4相连，高反射率光纤布拉格光栅4的另一端与增益光纤5焊接在一起，增益光纤5另一端与低反射率光纤布拉格光栅6连接，低反射率光纤布拉格光栅6输出的激光脉冲经输出光纤7输出，本发明实现了一种简易获得单频脉冲型光纤激光器的方法，其性能优越、工作稳定，同时具有光纤激光器和单频脉冲光纤激光器所具备的优点，可广泛应用于传感，雷达，光谱学，非线性光学等领域。
文档编号H01S3/08GK103036136SQ201310015700
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者史伟, 房强 申请人:山东海富光子科技股份有限公司