激光器及激光器的信号输出方法与流程

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种激光器及激光器的信号输出方法。

背景技术：

目前传统的激光器主要为半导体激光器。

但常用的半导体激光器光谱线线宽较大，模数多，受温度影响大，光束质量欠佳；而且光束分散不对称，横向模式也不尽理想，在实际应用中存在诸多的局限性和功能缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供了一种激光器，输出功率的稳定性良好，高增益、低插入损耗，且结构简易、无偏振性、宽带宽、信噪比高。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种激光器，包括泵浦光源、波分复用器、掺铒光纤、第一光隔离器、滤波器、耦合器和第二光隔离器，波分复用器的输入端与泵浦光源的输出端连接，掺铒光纤的输入端与波分复用器的输出端连接，第一光隔离器的输入端与掺铒光纤的输出端连接，滤波器的输入端与第一光隔离器的输出端连接，耦合器的输入端与滤波器的输出端连接，第二光隔离器的输入端与耦合器的输出端连接，第二光隔离器的输出端与波分复用器的输入端连接。

在本发明的较佳实施例中，上述波分复用器包括第一输入端和第二输入端，波分复用器的第一输入端与泵浦光源的输出端连接；波分复用器的第二输入端与第二光隔离器的输出端连接。

在本发明的较佳实施例中，上述耦合器包括第一输出端和第二输出端，耦合器的第一输出端与第二光隔离器的输入端连接；耦合器的第二输出端用于向外输出信号。

在本发明的较佳实施例中，上述泵浦光源为发出波长980nm的半导体激光器。

在本发明的较佳实施例中，上述波分复用器为980/1550nm波长的波分复用器。

在本发明的较佳实施例中，上述掺铒光纤的长度为6～8m。

在本发明的较佳实施例中，上述滤波器的中心波长为1550nm；滤波器的宽度为0.8nm。

在本发明的较佳实施例中，上述耦合器的耦合比为50:50。

本发明的另一目的在于，提供了一种激光器的信号输出方法，输出功率的稳定性良好，高增益、低插入损耗，且结构简易、无偏振性、宽带宽、信噪比高。

一种激光器的信号输出方法，该激光器的信号输出方法的步骤包括

提供泵浦光源，利用泵浦光源输出第一波长信号光；

提供波分复用器，将波分复用器的输入端与泵浦光源的输出端连接；

提供掺铒光纤，将掺铒光纤的输入端与波分复用器的输出端连接，利用波分复用器将第一波长信号光输送至掺铒光纤，使掺铒光纤受第一波长信号光激发产生第二波长信号光；

提供第一光隔离器，将第一光隔离器的输入端与掺铒光纤的输出端连接，利用第一光隔离器接收第二波长信号光，并保证第二波长信号光沿单向输出；

提供滤波器，将滤波器的输入端与第一光隔离器的输出端连接，利用滤波器滤除第二波长信号光的中心波长之外的光；

提供耦合器，将耦合器的输入端与滤波器的输出端连接；以及

提供第二光隔离器，将第二光隔离器的输入端与耦合器的输出端连接，将第二光隔离器的输出端与波分复用器的输入端连接，利用耦合器将第二波长信号光分成循环光和输出光两部分，将循环光通过第二光隔离器输送至波分复用器，将输出光向外输出。

在本发明的较佳实施例中，利用波分复用器的第一输入端接收泵浦光源输出第一波长信号光，利用波分复用器的第二输入端接收循环光，并将第一波长信号光和循环光合成一束。

本发明的激光器的波分复用器的输入端与泵浦光源的输出端连接，掺铒光纤的输入端与波分复用器的输出端连接，第一光隔离器的输入端与掺铒光纤的输出端连接，滤波器的输入端与第一光隔离器的输出端连接，耦合器的输入端与滤波器的输出端连接，第二光隔离器的输入端与耦合器的输出端连接，第二光隔离器的输出端与波分复用器的输入端连接。本发明的激光器输出功率的稳定性良好，高增益、低插入损耗，且结构简易、无偏振性、宽带宽、信噪比高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

附图说明

图1是本发明的激光器的结构的示意图。

图2是本发明的激光器的信号输出方法的流程示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的激光器及激光器的信号输出方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下:

有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

图1是本发明的激光器的结构的示意图。如图1所示，在本实施例中，激光器10包括泵浦光源12、波分复用器13、掺铒光纤14、第一光隔离器15、滤波器16、耦合器17和第二光隔离器18；其中，波分复用器13的输入端与泵浦光源12的输出端连接；掺铒光纤14的输入端与波分复用器13的输出端连接；第一光隔离器15的输入端与掺铒光纤14的输出端连接；滤波器16的输入端与第一光隔离器15的输出端连接；耦合器17的输入端与滤波器16的输出端连接；第二光隔离器18的输入端与耦合器17的输出端连接；第二光隔离器18的输出端与波分复用器13的输入端连接，即泵浦光源12、波分复用器13、掺铒光纤14、第一光隔离器15、滤波器16、耦合器17和第二光隔离器18顺次闭环排列，从而实现环路振荡。

泵浦光源12用于输出第一波长信号光。在本实施例中，泵浦光源12为发出波长980nm的半导体激光器，即第一波长信号光的波长为980nm，但并不以此为限。

波分复用器13包括第一输入端和第二输入端，波分复用器13的第一输入端与泵浦光源12的输出端连接；波分复用器13的第二输入端与第二光隔离器18的输出端连接。波分复用器13可通过第一输入端接收泵浦光源12输出第一波长信号光，波分复用器13可通过第二输入端接收循环光，并将第一波长信号光和循环光合成一束。在本实施例中，波分复用器13为980/1550nm波长的波分复用器13，即波分复用器13可将波长为980nm的光和1550nm的光合成一束，但并不以此为限。

掺铒光纤14受第一波长信号光激发产生第二波长信号光，第二波长信号光的波长例如为1550nm，但并不以此为限。掺铒光纤14的放大原理为：铒离子常温下处于基态，在泵浦光(第一波长信号光)的作用下产生受激吸收并激发至激发态，然后绝大部分受激离子通过非辐射至一个亚稳态，铒离子在亚稳态与基态之间实现粒子反转，构成激光上、下能级，相应的波长处于1550nm附近。当1550nm附近信号光通过时，处于上能级的铒离子将产生受激辐射，从而实现对信号光的放大。在本实施例中，掺铒光纤14的长度为6～8m，但并不以此为限。

第一光隔离器15通过输入端接收掺铒光纤14发出的第二波长信号光，并保证第二波长信号光沿单向输出，即第一光隔离器15用于将第二波长信号光单向输送至滤波器16。

滤波器16连接于第一光隔离器15与耦合器17之间，滤波器16用于滤除第二波长信号光的中心波长之外的光，优选地，滤波器16用于滤波使得只有1550nm波长附近的光可通过滤波器16。因此，通过在激光器10中加入滤波器16，可较容易的获得目标波长的光。在本实施例中，滤波器16的中心波长为1550nm；滤波器16的宽度为0.8nm，即第二波长信号光进入滤波器16后滤得1550nm中心波长、08nm谱宽的光通过回路。

耦合器17连接于滤波器16与第二光隔离器18之间，耦合器17用于将第二波长信号光分成循环光和输出光两部分(循环光和输出光的波长例如为1550nm)，并将循环光通过第二光隔离器18输送至波分复用器13，同时将输出光输出。耦合器17包括第一输出端和第二输出端，耦合器17的第一输出端与第二光隔离器18的输入端连接；耦合器17的第二输出端用于向外输出信号，即通过第二输出端将输出光向外输出。在本实施例中，耦合器17的耦合比为50:50，但并不以此为限，可根据激光器10的具有需求进行比例调整。

第二光隔离器18通过输入端接收耦合器17发出的循环光，并保证循环光沿单向输出，即第二光隔离器18用于将循环光单向输送至滤波器16。

本发明的激光器10可通过调节不同的输出耦合比得到不同的中心波长，当输出耦合比为50:50、泵浦电流为200ma的情况下,该激光器10输出功率可达到22.289mw；当输出耦合比为50:50、泵浦电流为175ma的情况下，连续测量24小时其功率差值仅为13.627uw。因此，本发明的激光器10输出功率的稳定性良好，高增益、低插入损耗，且结构简易、无偏振性、宽带宽、信噪比高。

图2是本发明的激光器的信号输出方法的流程示意图。请参照图1和图2，本发明的激光器的信号输出方法的步骤包括：

步骤s1，提供泵浦光源12，利用泵浦光源12输出第一波长信号光；具体地，泵浦光源12为发出波长980nm的半导体激光器，即第一波长信号光的波长为980nm，但并不以此为限。

步骤s2，提供波分复用器13，将波分复用器13的输入端与泵浦光源12的输出端连接；具体地，波分复用器13包括第一输入端和第二输入端，波分复用器13的第一输入端与泵浦光源12的输出端连接；波分复用器13的第二输入端与第二光隔离器18的输出端连接。波分复用器13利用第一输入端接收泵浦光源12输出第一波长信号光，利用第二输入端接收循环光，并将第一波长信号光和循环光合成一束。在本实施例中，波分复用器13为980/1550nm波长的波分复用器13，即波分复用器13可将波长为980nm的光和1550nm的光合成一束，但并不以此为限。

步骤s3，提供掺铒光纤14，将掺铒光纤14的输入端与波分复用器13的输出端连接，利用波分复用器13将第一波长信号光输送至掺铒光纤14，使掺铒光纤14受第一波长信号光激发产生第二波长信号光；具体地，掺铒光纤14受第一波长信号光激发产生第二波长信号光，第二波长信号光的波长例如为1550nm，但并不以此为限。在本实施例中，掺铒光纤14的长度为6～8m，但并不以此为限。

步骤s4，提供第一光隔离器15，将第一光隔离器15的输入端与掺铒光纤14的输出端连接，利用第一光隔离器15接收第二波长信号光，并保证第二波长信号光沿单向输出。

步骤s5，提供滤波器16，将滤波器16的输入端与第一光隔离器15的输出端连接，利用滤波器16滤除第二波长信号光的中心波长之外的光；具体地，滤波器16连接于第一光隔离器15与耦合器17之间，滤波器16用于滤除第二波长信号光的中心波长之外的光，优选地，滤波器16用于滤波使得只有1550nm波长附近的光可通过滤波器16。因此，通过在激光器10中加入滤波器16，可较容易的获得目标波长的光。在本实施例中，滤波器16的中心波长为1550nm；滤波器16的宽度为0.8nm，即第二波长信号光进入滤波器16后滤得1550nm中心波长、08nm谱宽的光通过回路。

步骤s6，提供耦合器17，将耦合器17的输入端与滤波器16的输出端连接；具体地，耦合器17包括第一输出端和第二输出端，耦合器17的第一输出端与第二光隔离器18的输入端连接。在本实施例中，耦合器17的耦合比为50:50，但并不以此为限，可根据激光器10的具有需求进行比例调整。

步骤s7，提供第二光隔离器18，将第二光隔离器18的输入端与耦合器17的输出端连接，将第二光隔离器18的输出端与波分复用器13的输入端连接，利用耦合器17将第二波长信号光分成循环光和输出光两部分，将循环光通过第二光隔离器18输送至波分复用器13，将输出光向外输出。

本发明的激光器10的波分复用器13的输入端与泵浦光源12的输出端连接，掺铒光纤14的输入端与波分复用器13的输出端连接，第一光隔离器15的输入端与掺铒光纤14的输出端连接，滤波器16的输入端与第一光隔离器15的输出端连接，耦合器17的输入端与滤波器16的输出端连接，第二光隔离器18的输入端与耦合器17的输出端连接，第二光隔离器18的输出端与波分复用器13的输入端连接。本发明的激光器10输出功率的稳定性良好，高增益、低插入损耗，且结构简易、无偏振性、宽带宽、信噪比高。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过仍何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。