一种基于相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光系统的制作方法

本发明涉及一种多波长窄线宽激光器，具体涉及的是一种基于相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光系统。

背景技术：

本发明是针对相移光纤光栅传感中的复用问题而设计出的多波长窄线宽激光器。

在许多应用领域，需要多波长窄线宽激光器。而目前基于相移光纤光栅的窄线宽激光器都是单波长方案，限制了其在一些领域的应用。

基于此，本发明提出了采用多光纤光栅和相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光器系统。本发明所提出的多波长窄线宽环形腔光纤激光系统可以同时输出多波长窄线宽激光。

技术实现要素：

本发明通过采用多相移光纤光栅及与其对应的多光纤光栅，从而实现了多波长窄线宽激光的同时输出。

为实现上述目的，本发明采用下面的步骤搭建环形腔光纤激光器，一种基于相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光系统，其特征在于方法步骤如下：

（1）泵浦光经过波分复用器进入环形腔，然后进入掺铒光纤；

（2）从掺铒光纤出来的光由光环形器进入多个串联的光纤光栅，由光纤光栅反射回来的光再由环形器进入相移光纤光栅。其中光纤光栅的反射峰与对应相移光纤光栅的相移峰相对应，并且要合理选择光纤光栅的带宽，详细见附图2；

（3）相移光纤光栅透射出来的光经耦合器的上端口输出，然后进入光隔离器，再进入波分复用器，从而完成一个循环；

（4）之后重复上面的步骤；

（5）当增益大于损耗时，获得的激光从耦合器的下端口输出。

本发明的优点是：采用多相移光纤光栅及与其对应的多光纤光栅，从而实现了多波长窄线宽激光的同时输出。

附图说明

图1是基于相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光器系统结构图。

图1中，1是泵浦激光器，2是波分复用器，3是掺铒光纤，4是光环形器，5是第1个光纤光栅，6是第2个光纤光栅，7是第n个光纤光栅，8是第1个相移光纤光栅，9是第2个相移光纤光栅，10是第n个相移光纤光栅，11是光耦合器，12是光隔离器，13是激光输出端口。

图2是其中一个光纤光栅的反射谱及与其相对应的相移光纤光栅的透射谱。

具体实施方式

实施方案如图1所示。泵浦激光器（1）输出的光经由波分复用器（2）进入掺铒光纤（3），产生粒子数反转。受激辐射光经光环形器（4）后进入光纤光栅（5）、光纤光栅（6）、及光纤光栅（7），由这些光栅反射回来的信号再经过相移光纤光栅（8）、相移光纤光栅（9）、及相移光纤光栅（10），然后大部分经光耦合器（11）进入环形腔，再到光隔离器（12），再进入波分复用器（2）。当增益大于损耗时，激光会从激光输出端口（13）输出。每个光纤光栅的反射谱都和其对应的相移光纤光栅的相移峰相对应，即光纤光栅1的反射谱和相移光纤光栅1的相移峰相对应，光纤光栅2的反射谱和相移光纤光栅2的相移峰相对应，依此类推，如图2所示。同时，每个光纤光栅的反射谱均不重叠，且每个光纤光栅的反射谱均位于除了相对应相移光纤光栅外其它相移光纤光栅的透射通带内。光纤光栅起到带通滤波的作用，位于其反射谱内的波长将被反射回来，位于反射谱外的波长将透过。由光纤光栅反射回来的光经光环形器后进入相移光纤光栅。只有同时能通过光纤光栅反射及相移光纤光栅透射的光谱能够在光纤环形腔中传播，并最终产生激光的输出。

一种基于相移光纤光栅的多波长光纤激光系统。它包括泵浦光源、波分复用器、掺铒光纤、光环形器、多个光纤光栅、多个相移光纤光栅、光耦合器、光隔离器。

根据权利要求1所述，其特征是在谐振腔中有多个光纤光栅和相移光纤光栅，每个光纤光栅的反射谱和其对应的相移光纤光栅的相移峰相对应，并且光纤光栅反射谱的带宽稍大于相移光纤光栅相移峰的带宽，而光纤光栅反射谱的带宽又要小于相移光纤光栅透射谱的带宽（如图2所示）。根据权利要求2所述的多波长光纤激光系统，可实现多波长窄线宽激光的同时输出。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于相移光纤光栅的多波长窄线宽环形腔光纤激光系统，步骤如下：泵浦光经过波分复用器进入环形腔，然后进入掺铒光纤；从掺铒光纤出来的光由光环形器进入多个串联的光纤光栅，由光纤光栅反射回来的光再由环形器进入相移光纤光栅。其中光纤光栅的反射峰与对应相移光纤光栅的相移峰相对应，并且要合理选择光纤光栅的带宽；相移光纤光栅透射出来的光经耦合器的上端口输出，然后进入光隔离器，再进入波分复用器，从而完成一个循环；之后重复上面的步骤；当增益大于损耗时，获得的激光从耦合器的下端口输出。本发明的优点是：采用多相移光纤光栅及与其对应的多光纤光栅，从而实现了多波长窄线宽激光的同时输出。

技术研发人员：万生鹏;何兴道;史久林;陈瑞麟
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2017.07.20
技术公布日：2017.09.19