专利名称：一种可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及脉冲光纤激光器，特别是涉及一种输出可调谐的窄带光谱脉冲光纤激光器。
背景技术：
脉冲光纤激光器可以输出稳定的光脉冲序列，具有体积小、成本低、效率高等特 点，被广泛应用于医学、生物、通信以及雷达等领域。按照产生光脉冲序列原理的不同，脉冲 光纤激光器可分为调Q(Q-Switching)和锁模两种。调Q脉冲光纤激光器产生的光脉冲序 列重复频率通常较低，约为10-200kHz，脉冲宽度约为几十个纳秒，光谱宽度约为几十到几 百个纳米。锁模脉冲光纤激光器产生的光脉冲序列重复频率一般较高，通常大于10MHz，脉 冲宽度约为皮秒到飞秒量级，光谱宽度约为几个纳米到几十个纳米。窄带光谱脉冲光纤激 光器的光谱宽度通常小于0. 1个纳米，利用调Q或锁模两种原理制作的脉冲光纤激光器只 有增加了光谱压缩装置以后才能成为窄带光谱脉冲光纤激光器。目前对于窄带光谱脉冲光纤激光器已有专利报道(中国专利200810142583. 6和 200820095878. 8)，但这些装置均涉及大量驱动电路模块和控制电路模块，结构复杂，整体 为非全光纤结构，成本较高。并且现有的窄带光谱脉冲光纤激光器仅能输出窄带光谱脉冲 序列。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便的窄带光 谱脉冲光纤激光器，不仅可以输出较宽光谱的脉冲序列，还可以输出窄带光谱脉冲序列。本发明的技术方案为一种可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，除包括脉冲光纤激 光器种子外，其特征在于，还包括隔离器，耦合器，光纤光栅，回光消除部件。脉冲光纤激光 器种子通过光纤连接到隔离器的输入端，隔离器的输出端通过光纤连接到耦合器第一侧面 的第一个端口，耦合器第一侧面的第二个端口为窄带光谱脉冲序列输出端；耦合器第二侧 面的第一个端口通过光纤连接到光纤光栅的一端，第二个端口为脉冲光纤激光器种子的输 出端，可输出较宽光谱的脉冲序列；所述光纤光栅的另一端通过光纤连接到回光消除部件。 其中，隔离器要求具有大于20dB的隔离度；耦合器的结构为2X2类型；光纤光栅为可调谐 窄带反射型。回光消除部件是减小光纤光栅的透过光谱成分对反射光谱成分影响的部件。 本领域的技术人员可根据需要采用现有的任何一种回光消除装置。进一步，所述耦合器具有50/50的耦合率。本发明的有益效果是(1)本发明提供的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器实现了 全光纤结构，没有涉及大量复杂的驱动电路模块和控制电路模块，具有结构简单，操作方便 的特点。( 耦合器具有50/50的耦合率，光纤光栅为可调谐的窄带反射型，所以该窄带光 谱脉冲光纤激光器不仅可以实现输出可调谐的窄带光谱脉冲序列，而且还可以输出脉冲光 纤激光器种子的光脉冲序列，极大拓展了本发明的应用范围。
图1为本发明提供的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器的结构示意图；图2为回光消除部件具体实施方式
一的结构示意图；图3为回光消除部件具体实施方式
二的结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步的说明，但不应以此限制本发明 的保护范围。图1为本发明所提供的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器的结构示意图。如图所 示，该窄带光谱脉冲光纤激光器包括脉冲光纤激光器种子1，隔离器2、耦合器3、光纤光栅4 和回光消除部件5。脉冲光纤激光器种子1通过光纤连接到隔离器2的输入端，隔离器2的 输出端通过光纤连接到耦合器3左侧的第一个端口 8，所述耦合器左侧的第二个端口 6为窄 带光谱脉冲序列输出端，所述耦合器3右侧的第一个端口 9通过光纤连接到光纤光栅4的 左端，所述耦合器3右侧的第二个端口 7为脉冲光纤激光器种子1的输出端，所述光纤光栅 4的右端10通过光纤连接到回光消除部件5。其中，脉冲光纤激光器种子1可采用现有的任 何一种脉冲光纤激光器实现，如采用半导体可饱和吸收镜的锁模激光器，该锁模激光器的 详细资料可见Xiaolong Tian,Ming Tang,Xueping Cheng,PerryPing Shum,Yandong Gong, and Chinlon Lin 发表的文章“High-energywave-breaking-free pulse from all-fiber mode-locked laser system”，Optics ExpressVol. 17，No. 92009，第 7222 页至第 7227 页。 隔离器2要求具有大于20dB的隔离度，耦合器2的结构为2X2类型，光纤光栅4为可调谐 窄带反射型，根据需要选择合适参数的光纤光栅。回光消除部件5的功能是减小光纤光栅 4的透过光谱成分对反射光谱成分的影响。由图1可知，当脉冲光纤激光器种子1产生规则的光脉冲序列以后，输出的光脉冲 序列一部分由耦合器3右侧的输出端口 7输出，其所含光谱成分与脉冲光纤激光器种子1 输出光脉冲的光谱成分一致；另一部分经光纤光栅4的光谱选择、窄化和反射，由耦合器3 左侧的输出端口 6输出窄带光谱脉冲序列。图2为回光消除部件具体实施方式
一的结构示意图。该具体实施方式
包括玻璃瓶 13和装在玻璃瓶13内的折射率匹配液12，以及一端插入折射率匹配液12中的光纤11。使 用时，光纤光栅4的右侧端口 10输出的是该光纤光栅4反射带宽以外的光谱成分，在没有 连接回光消除部件5的情况下，此回光会通过耦合器3左侧的输出端口 6输出，从而会极大 影响所输出的窄带光谱脉冲的光谱质量。连接回光消除部件5以后，由于折射率匹配液12 的折射率与光纤光栅4右端口 10的折射率相匹配，端口 10的输出光绝大部分传播到折射 率匹配液12中，极大降低了端口 10光纤端面的反射率，从而达到了消除回光的目的。图3为回光消除部件具体实施方式
二的结构示意图。该具体实施方式
包括光纤14 以及涂覆在光纤14 一端表面上的折射率匹配液15。如图所示，光纤14右端表面上涂覆折 射率匹配液15，使用时光纤光栅4的右侧端口 10与光纤14的左端相连接。本具体实施方 式的工作原理与图2所示的回光消除部件具体实施方式
一相类似。涂覆在光纤14右侧表 面上的折射率匹配液15可以把光纤14右侧端面输出的光传播到折射率匹配液15中，减小了光纤14右侧端面的反射率，从而达到了消除回光的目的。 作为对本发明的进一步改进，脉冲光纤激光器种子还可以采用固体激光器、化学 激光器、气体激光器，通过耦合透镜把输出光脉冲耦合到光纤中，再与隔离器2的输入端相 连接，从而组成窄带光谱脉冲激光器。
权利要求
1.一种可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，除包括脉冲光纤激光器种子(1)外，其特征 在于，还包括隔离器(2)，耦合器(3)，光纤光栅(4)，回光消除部件(5)；脉冲光纤激光器种 子(1)通过光纤连接到隔离器(2)的输入端，隔离器(2)的输出端通过光纤连接到耦合器 (3)第一侧面的第一个端口(8)，耦合器(3)第一侧面的第二个端口(6)为窄带光谱脉冲序 列输出端；耦合器(3)第二侧面的第一个端口(9)通过光纤连接到光纤光栅(4)的一端，第 二个端口(7)为脉冲光纤激光器种子(1)的输出端；所述光纤光栅(4)的另一端通过光纤连 接到回光消除部件(5)；其中，隔离器(2)要求具有大于20dB的隔离度；耦合器(3)的结构 为2X2类型；光纤光栅(4)为可调谐窄带反射型；回光消除部件(5)是减小光纤光栅的透 过光谱成分对反射光谱成分影响的部件。
2.根据权利要求1所述的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，其特征在于，耦合器(3)具 有50/50的耦合率。
3.根据权利要求1或2所述的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，其特征在于，回光消除 部件(5)包括玻璃瓶(13)和装在玻璃瓶(13)内的折射率匹配液(12)，以及一端插入折射率 匹配液(12)中的光纤(11)。
4.根据权利要求1或2所述的可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，其特征在于，回光消除 部件(5)包括光纤(14)以及涂覆在光纤(14) 一端表面上的折射率匹配液(15)。
全文摘要
本发明提供一种可调谐窄带光谱脉冲光纤激光器，包括脉冲光纤激光器种子，隔离器，耦合器，光纤光栅，回光消除部件。脉冲光纤激光器种子通过光纤连接到隔离器的输入端，隔离器的输出端通过光纤连接到耦合器第一侧面的第一个端口，耦合器第一侧面的第二个端口为窄带光谱脉冲序列输出端；耦合器第二侧面的第一个端口通过光纤连接到光纤光栅的一端，第二个端口为脉冲光纤激光器种子的输出端，可输出较宽光谱的脉冲序列；所述光纤光栅的另一端通过光纤连接到回光消除部件。本发明结构简单、操作方便，不仅可以输出较宽光谱的脉冲序列，还可以输出窄带光谱脉冲序列。
文档编号H01S3/067GK102097736SQ20111000839
公开日2011年6月15日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者侯静, 宋锐, 杨未强, 谌鸿伟, 陆启生, 陈胜平 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学