一种基于在纤微腔获得拉曼激光的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光技术领域，特别涉及了一种基于在纤微腔获得拉曼激光的方法。
【背景技术】
[0002]激光是20世纪最伟大的发现之一，已经对人们的生活和生产带来了巨大影响。光纤激光器是激光技术领域最为先进的激光器，具有结构紧凑、光纤兼容、低阈值、高效率、高光束质量和激光频谱可控性强等优点，目前已经被广泛应用于工业加工、生物医学、照明、国防工业等领域。在光纤的散射现象中有一特殊效应，光的频率在散射后会发生变化。光纤拉曼散射是指一定频率的激光在光纤传输时，物质中的分子吸收了部分能量，发生不同方式和程度的振动(例如:原子的摆动和扭动，化学键的摆动和振动)，然后散射出较低频率的光。在光纤激光器中，人们基于光纤的拉曼散射效应成功获得了拉曼激光。
[0003]目前利用光纤的拉曼散射效应获得激光存在以下缺点:1、需要高功率栗浦源。由于光纤拉曼散射效应非常弱，需要用大功率激光作为栗浦源才能获得拉曼激光。2、需要较长的光纤作为增益介质。一般需要几公里的光纤作为拉曼增益介质。因此，发明一种低栗浦功率、尺寸较小的结构获得拉曼激光具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对现有技术的不足，提出了一种基于在纤微腔获得拉曼激光的方法。
[0005]本发明的方法包括以下步骤:
步骤(1)选择一台波长可调谐的栗浦激光器；选择一个在纤微腔装置，其特征在于:采用已经商业化的D型光纤作为基底，在距离纤芯不超过30微米、刻写有与纤芯同一平面的微腔，该微腔可以是微盘腔、微球腔或者微环腔，微腔边缘和纤芯距离不超过5微米；在纤微腔装置可以采用飞秒激光刻写、等离子刻蚀、电子束刻蚀等成熟技术制作。
[0006]步骤(2)将波长可调谐的栗浦激光器与在纤微腔装置的一端光纤连接；在纤微腔装置的另一端作为拉曼激光输出端口。
[0007]步骤(3)开启波长可调谐的栗浦激光器，将其输出波长设定为在纤微腔装置的谐振波长，在纤微腔装置的谐振波长可以根据在纤微腔装置中微腔直径、微腔与纤芯的距离及介质折射率计算获得；当波长可调谐的栗浦激光注入在纤微腔装置时，由于微腔高Q值特性，在微腔内部的光强达到注入光光强的几百万倍至几亿倍，由于微腔内部的拉曼散射效应，在高光强情况下，微腔产生了拉曼激光，并从在纤微腔装置的另外一段输出，因此实现了拉曼激光的产生。
[0008]本发明适用于光纤激光的获取，利用了 D型光纤上微腔和光纤纤芯的耦合实现了微腔内部高光强，基于拉曼散射效应产生了拉曼激光。本发明不需要高功率栗浦光源或者长距离的拉曼增益光纤，具有结构简单、成本低廉等优点。
【附图说明】
[0009]图la为本发明的结构示意图；
图lb为在纤微腔装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中输出拉曼激光的频谱图。
【具体实施方式】
[0010]如图la和图lb所示，本实施例包括一台波长可调谐的栗浦激光器1、一个在纤微腔装置2。
[0011]具体获得拉曼激光的方法包括以下步骤:
(1)选择一台波长可调谐的栗浦激光器1，其输出波长在1500nm至1600nnm范围内可调谐，输出功率10mW ;选择一个在纤微腔装置2，采用已经商业化的D型光纤3作为基底，在距离纤芯4不超过30微米、刻写有与纤芯4同一平面的微腔5，该微腔5是微盘腔，微腔5边缘和纤芯4距离为0.5微米。
[0012](2)将波长可调谐的栗浦激光器1与在纤微腔装置2的一端光纤连接；在纤微腔装置2的另一端作为拉曼激光输出端口。
[0013](3)开启波长可调谐的栗浦激光器1，将其输出波长设定为在纤微腔装置2的谐振波长1550nm，在纤微腔装置2的谐振波长可以根据在纤微腔装置2中微腔5直径、微腔5与纤芯4的距离及介质折射率计算获得；当波长可调谐的栗浦激光注入在纤微腔装置2时，由于微腔5高Q值特性，在微腔5内部的光强达到注入光光强的几百万倍至几亿倍，由于微腔5内部的拉曼散射效应，在高光强情况下，微腔5产生了拉曼激光，并从在纤微腔装置2的另外一段输出，因此实现了拉曼激光的产生。
[0014]图2给出了波长为1655nm的拉曼激光的频谱图。
[0015]本发明主要利用了近年来发展起来的微腔技术，在商用的D型光纤上刻写了微腔，利用了微腔内部高光强的特性，基于拉曼散射效应获得了拉曼激光的输出。本发明没有采用任何高功率栗浦光源或长距离拉曼增益光纤，具有结构简单、成本低廉等优点。
【主权项】
1.一种基于在纤微腔获得拉曼激光的方法，其特征在于该方法包括如下步骤: 步骤(1)选择一台波长可调谐的栗浦激光器；选择一个在纤微腔装置，所述的在纤微腔装置采用D型光纤作为基底，在距离纤芯不超过30微米、刻写有与纤芯同一平面的微腔，该微腔可以是微盘腔、微球腔或者微环腔，微腔边缘和纤芯距离不超过5微米； 步骤(2)将波长可调谐的栗浦激光器与在纤微腔装置的一端光纤连接；在纤微腔装置的另一端作为拉曼激光输出端口； 步骤(3)开启波长可调谐的栗浦激光器，将其输出波长设定为在纤微腔装置的谐振波长；当波长可调谐的栗浦激光注入在纤微腔装置时，由于微腔高Q值特性，在微腔内部的光强达到注入光光强的几百万倍至几亿倍，由于微腔内部的拉曼散射效应，在高光强情况下，微腔产生了拉曼激光，并从在纤微腔装置的另外一段输出，因此实现了拉曼激光的产生。
【专利摘要】本发明公开了一种基于在纤微腔获得拉曼激光的方法。本发明适用于光纤激光的获取，利用了D型光纤上微腔和光纤纤芯的耦合实现了微腔内部高光强，基于拉曼散射效应产生了拉曼激光。本发明不需要高功率泵浦光源或者长距离的拉曼增益光纤，具有结构简单、成本低廉等优点。
【IPC分类】H01S3/067, H01S3/108
【公开号】CN105305217
【申请号】CN201510699709
【发明人】陈达如, 李海涛, 王晓亮
【申请人】浙江师范大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月26日