一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器的制作方法

本发明涉及光纤激光器领域，具体的说是一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器。

背景技术：

光纤激光器是指用掺稀土元素光纤作为增益介质的固体激光器，因其转换效率高、易散热、易弯曲等性质成为近几年的研究热点，已广泛应用于光纤通讯、工业制造、医疗卫生及军工领域。其工作原理跟其他固体激光器相仿，掺有稀土离子的光纤作为增益介质，与固定在其两端的两个反射镜构成谐振腔。其常见单端抽运结构如附图1所示，掺杂双包层光纤与光纤光栅构成谐振腔，其中光栅要求对抽运光具有高透射率，且对信号光具有高反射率，半导体激光器提供抽运源，信号光从输出端口输出。其常见双端抽运结构如附图2所示，掺杂双包层光纤与二向光镜构成谐振腔，二向色镜要求对抽运光具有高透射率，且对信号光具有高反射率，半导体激光器提供抽运源，信号光从输出端口输出。

但是，无论是单端抽运或双端抽运结构，都无法实现腔内信号光的双端输出。中国专利cn104518407.a，给出了一种物联网用双端输出光参量振荡440nm波长光纤激光器，但其实为用两段光纤构成两个独立的光纤激光器，并非同一光纤、同一谐振腔，也无法实现全光纤化。现有光纤激光器不能实现单光纤双端输出，限制了它在某些系统中的应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器，能够实现腔内信号光的双端输出，可满足相干组束等应用的需要。

本发明的目的是这样实现的：一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器，包括双芯光纤、两个抽运输入端口和两个信号光输出端口，其中，两个抽运输入端口分别设置在双芯光纤的两端，两个信号光输出端口分别设置在双芯光纤的两端，两个抽运输入端口还分别连接有抽运源，两个信号光输出端口上分别设置有光纤光栅。

进一步，双芯光纤包括包层和设置在包层内的有源掺杂纤芯及传能纤芯，有源掺杂纤芯和传能纤芯为在包层内非同轴平行设置，有源掺杂纤芯用于传输信号光，传能纤芯用于传输抽运光。

本发明的优点在于：以掺杂双芯光纤作为工作介质，两条纤芯分别传输抽运光和激发信号光，在光纤两端处将两条纤芯分开，实现了传统双包层光纤抽运结构中抽运端口和信号光端口的分离，从而使系统具有多个独立的信号光输出端口。由于双输出来自于同一谐振腔，因此性质完全一致，可以实现相干输出。如果采用双端对称抽运，两光栅反射率及带宽相同，将获得双端对称的功率输出，相干可见度明显。而且本系统不含透镜等分立元件，各元件采用光纤耦合，为全光纤结构，易于维护和小型化。

附图说明

图1为现有单端抽运光纤激光器示意图；

图2为现有双端抽运光纤激光器示意图；

图3为本发明的双端输出全光纤激光器的结构示意图；

图4为本发明的双端输出全光纤激光器的双芯光纤截面图；

其中，31-双芯光纤；32-抽运输入端口；33-抽运输入端口；34-信号光输出端口；35-信号光输出端口；36-光纤光栅；37-光纤光栅；38-抽运源；39-抽运源；41-传能纤芯；42-有源掺杂纤芯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

本发明为一种双端输出全光纤激光器，包括双芯光纤31、两个抽运输入端口32、33和两个信号光输出端口34、35，其中，抽运输入端口32和信号光输出端口34设置在双芯光纤31的一端，抽运输入端口33和信号光输出端口35设置在双芯光纤31的另一端，抽运输入端口32上连接有抽运源38，抽运输入端口33上连接有抽运源39，信号光输出端口34上设置有光纤光栅36，信号光输出端口35上设置有光纤光栅37，光纤光栅36和光纤光栅37用于精确控制信号光波长，双芯光纤31包括包层和设置在包层内的有源掺杂纤芯42及传能纤芯41，有源掺杂纤芯42和传能纤芯41为在包层内非同轴平行设置，有源掺杂纤芯42的掺杂介质决定信号光工作波长，传能纤芯41用于传输抽运光。

本发明的激光器是这样实现相关作用的：抽运源38通过抽运输入端口32向本激光器系统输入抽运光；抽运源39通过抽运输入端口33输入抽运光；有源掺杂纤芯42在抽运光的激励下，将发生自发辐射，在光纤光栅对（光纤光栅36和光纤光栅37）组成的腔镜中形成谐振，信号光通过光纤光栅对（光纤光栅36和光纤光栅37）耦合组成。

光栅对（光纤光栅36和光纤光栅37）的反射谱决定了腔内激光的起振模式，反射谱线宽内的信号光被选择放大（选模）。该激光器的输出波长与光栅对的反射谱有关，输出功率与光栅对的反射率有关。可选择性质完全相同的光栅对作为腔镜，以获得线宽稳定的信号光输出。采用双端对称抽运，可获得双端对称的功率输出。

上述实施例仅仅是为清楚地说明

本技术：
所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器，包括双芯光纤、两个抽运输入端口和两个信号光输出端口，两个抽运输入端口分别设置在双芯光纤的两端，两个信号光输出端口分别设置在双芯光纤的两端，两个抽运输入端口分别连有带尾纤输出的抽运源，两个信号光输出端口上分别设置有光纤光栅，其中双芯光纤包括一根无源传能纤芯和一根有源纤芯，两条纤芯在双芯光纤两端分开，使本激光器系统具有独立的抽运光和信号光端口，从而实现双端输入和输出。本发明结构简单、制作容易，输出信号光来自同一光纤谐振腔，输出光束状态完全相同，可实现相干组束等应用，适用于量产及小型化。

技术研发人员：薛冬;许亮
受保护的技术使用者：孙睿超
技术研发日：2017.09.23
技术公布日：2017.12.22