无跳模快速波长调制单频光纤激光器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，其特征在于设有单频光纤激光器，单频光纤激光器上设有快速波长调制系统。单频光纤激光器设有带尾纤的泵浦半导体激光器，它的输出尾纤连接于光纤合束器的泵浦输入端口，光纤合束器的输出光纤端口连接高反光纤布拉格光栅，光栅的另一端与高掺杂增益光纤相焊接。高掺杂增益光纤的另一端与写制于保偏光纤上的低反光纤布拉格光栅相焊接，低反光纤布拉格光栅另一端为光纤激光器的输出端。上述单频光纤激光器被集成在一种具有波长调制系统的激光器载体中。本装置可以使光纤激光器调制过程保持无跳模单频性,具有调制波长范围大、调制速度快、调制波长可精准控制、机械强度高、抗干扰、可靠性强。
【专利说明】无跳模快速波长调制单频光纤激光器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种单频波长连续可调光纤激光器，特别是一种波长可快速调制，并 保持单频无跳模的无跳模快速波长调制单频光纤激光器，属于光纤及激光【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 光纤激光器是W惨杂稀±元素的光纤为增益介质的激光器，通过惨杂不同的稀± 元素，如巧（Er)，M(孔），镑（Tm)，铁（Ho),钦（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阔值低，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W及广泛地应用。
[0003] 单频光纤激光器由于特殊的设计，在光纤激光器中具有相干长度长，单色性好，谱 线宽度窄等优点；连续可调单频光纤激光器在很多领域有独特的应用，例如：光纤传感，激 光指示和远距离测距，多普勒激光雷达等。研制单频连续可调光纤激光器并将其产业化具 有重要的科研，经济及社会效益。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种结构稳定、调制控制简单、无 跳模大范围快速波长调制、保证无跳模单频性的无跳模快速波长调制单频光纤激光器。
[0005] 本发明可W通过如下措施达到： 一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，包括连续单频光纤激光器和波长调制系 统两部分，其特征在于单频连续光纤激光器包括：带尾纤的粟浦半导体激光器，它的输出 尾纤连接于光纤合束器的粟浦输入端口，光纤合束器的输出光纤端口连接高反光纤布拉格 光栅，光栅的另一端与高惨杂增益光纤焊接在一起，高惨杂增益光纤的另一端与写制于保 偏光纤上的低反光纤布拉格光栅相焊接，低反光纤布拉格光栅另一端为光纤激光器的输出 端，高反光纤布拉格光栅、高惨杂增益光纤和写制于保偏光纤上的低反光纤布拉格光栅相 焊接后构成激光振荡腔；波长调制系统包括激光器底座、压电元件和压电元件控制系统，其 中压电元件的伸缩方向为水平方向，在激光器底座上设计了两根对称的拉伸杆，拉伸杆与 压电元件伸缩的方向平行，在压电元件伸长时拉伸杆活动端被推开，实现对拉伸杆的拉伸， 压电元件与激光器底座无缝隙，振荡腔用强力粘合剂固定在一根拉伸杆上。
[0006] 本发明为保证激光器的单频性，激光振荡腔的长度必须小于5厘米，因此高惨杂 增益光纤必须为高增益。
[0007] 本发明布拉格光栅的反射入射光分别具有中也反射波长A 和1目2，激光 器产生的波长必须在布拉格光栅的反射范围内，波长必须满足下列公式：1二二一， N 其中输出波长为A，L和11为激光振荡腔长度和折射系数，N为整数，对单频激光器 而言，只有唯一的N对应的A落在WA 和乂 B2为中也的反射范围之内，该一条件可近 似的表述为：乂二乂31二乂5,。
[000引本发明在单频激光器调制波长时，H个波长值的变化也相等， ，避免跳板， 光栅的波长由W下公式表述：
【权利要求】
1. 一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，包括连续单频光纤激光器和波长调制 系统两部分，其特征在于单频连续光纤激光器包括：带尾纤的泵浦半导体激光器，它的输出 尾纤连接于光纤合束器的泵浦输入端口，光纤合束器的输出光纤端口连接高反光纤布拉格 光栅，光栅的另一端与高掺杂增益光纤焊接在一起，高掺杂增益光纤的另一端与写制于保 偏光纤上的低反光纤布拉格光栅相焊接，低反光纤布拉格光栅另一端为光纤激光器的输出 端，高反光纤布拉格光栅、高掺杂增益光纤和写制于保偏光纤上的低反光纤布拉格光栅相 焊接后构成激光振荡腔；波长调制系统包括激光器底座、压电元件和压电元件控制系统，其 中压电元件的伸缩方向为水平方向，在激光器底座上设计了两根对称的拉伸杆，拉伸杆与 压电元件伸缩的方向平行，压电元件与激光器底座无缝隙，振荡腔用强力粘合剂固定在一 根拉伸杆上。
2. 根据权利要求1所述的一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，其特征在于激光 振荡腔的长度必须小于5厘米，高掺杂增益光纤为高增益。
3. 根据权利要求1所述的一种无跳模快速波长调制单频光纤激 光器，其特征在于布拉格光栅的反射入射光分别具有中心反射波长 I, ,InL λBi和人B，，激光器产生的波长义二-，其中输出波长为λ,?和η为激光振 - N 荡腔长度和折射系数，X为整数，对单频激光器而言，只有唯一的对应的λ落在以和 λΒ，为中心的反射范围之内，这一条件可近似的表述为：iΞΞ 2*32。
4. 根据权利要求3所述的一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，其特征在于在单 频激光器调制波长时，三个波长值的变化也相等，ifyl= 見 ，光栅的波长
其中IIB和A是光栅的有效折射率和周期，1，2分别代表两个光栅。
5. 根据权利要求4所述的一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，其特征在于三个 波长公式求导：
由于公式2, .Xgi和λ·Β2的数值远远大于它们之间的差别，在上公式中λ. λB1和人被认为相等，如果在调制波长时保证以下条件，三个波长的变化也会相等，以 实现无跳模调制。
6.根据权利要求1所述的一种无跳模快速波长调制单频光纤激光器，其特征在于 振荡腔三部分的折射率变化百分比相等和振荡腔三部分的尺寸变化的应变保持均勻时，
【文档编号】H01S3/10GK104466649SQ201410769705
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】汪左澜, 史伟 申请人:山东海富光子科技股份有限公司