CN103872560A - 一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器 - Google Patents

一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器 Download PDF

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董新永
杨菁怡
王鹿鹿
黄昌清
李裔
金永兴
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Abstract

本发明涉及一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器，属于光纤激光器技术领域，包括光纤光栅、泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、长距离单模光纤及FC/APC光纤接头。本发明利用光纤光栅提供强反馈，掺铒光纤提供增益放大，长距离单模光纤提供随机分布光反馈；当激光器中的总增益能够抵消总损耗时，达到泵浦阈值，获得随机激光输出；继续增大泵浦源的功率，最终获得稳定的激光输出。本发明具有泵浦阈值较低、结构简单、成本低等特点，可适用于远程光纤传感和需要低相干激光光源的特殊领域。

Description

一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器
技术领域
本发明具体涉及一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器，属于光纤激光器技术领域。
背景技术
随机激光器作为一种新颖的微型激光器，在许多应用领域发挥着传统激光器无可替代的作用。因此，随机激光器越来越受到人们的广泛关注。2010年4月，Turitsyn等采用中间双向泵浦的方式，利用光纤中的背向瑞利散射作为反馈机制，成功实现激光的稳定输出，并正式命名为随机分布反馈激光器(RDFL)。它能提供不相干、无模式竞争的连续激光输出，但具有泵浦阈值功率高、能量转化效率低及单模光纤长度太长等缺点。2011年8月，S.A.Babin等基于瑞利散射实现了随机光纤激光输出的宽带波长可调，但仍然采用双泵浦的激励方式。中国专利公告号CN102354900A，公告日2012年2月15日，名称为“一种随机分布反馈光纤激光器”公开了采用双泵浦方式实现随机分布反馈光纤激光器，同时采用较长的掺铒光纤，成本较高。中国专利公告号CN103378538A，公告日2013年10月30日，名称为“一种半开放腔的低阈值随机光纤激光器”公开了利用单泵浦、半开放腔方式实现的随机激光器，但结构仅用普通单模光纤提供拉曼放大，缺乏高效的增益介质，使得激光器的工作阈值偏高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器，利用光纤光栅提供强反馈、掺铒光纤提供高增益、长距离单模光纤提供随机分布反馈。其突出优点是泵浦阈值低、结构简单、相干性低和成本低等。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下。
基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器，包括光纤光栅、泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、长距离单模光纤及FC/APC光纤接头，其特征在于波分复用器分别与光纤光栅、泵浦源及掺铒光纤相连，掺铒光纤的另一端与长距离单模光纤相连，长距离单模光纤的另一端连接FC/APC光纤接头；在FC/APC光纤接头处输出稳定的激光。
本发明的工作原理：如图1所示，泵浦源输出的激光通过波分复用器进入掺铒光纤，掺铒光纤中的Er3+吸收泵浦光能量后，产生宽谱的放大的自发辐射光，其中与光纤光栅反射波长相同的部分被反射回掺铒光纤并获得放大。然后该部分光进入长距离单模光纤中传输，传输过程中产生的背向瑞利散射部分在空间上形成了随机分布的光反馈。该反馈机制与光纤光栅形成谐振腔，当泵浦源输出的激光功率足够高，使激光器中掺铒光纤提供的增益能够克服损耗，就会形成激光，从FC/APC光纤接头输出。
本发明利用单泵浦和半开放腔的方式实现了降低泵浦功率阈值，缩短单模光纤长度及优化激光器结构的目的；该激光器具有结构简单、输出激光相干性低等优点。
附图说明
图1为基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步描述，但不限于此。
本发明实施例如图1所示包括光纤光栅1，泵浦源2，波分复用器3，掺铒光纤4，长距离单模光纤5及FC/APC接头6，其特征在于波分复用器3分别与光纤光栅1、泵浦源2、掺铒光纤4相连，掺铒光纤4的另一端与长距离单模光纤5相连，长距离单模光纤5的另一端连接FC/APC光纤接头6；在FC/APC光纤接头6处输出稳定的激光。输出激光的光谱及功率特性可用光谱仪和光功率计观测。
其中，光纤光栅1，其反射率高于90％，中心波长为1550nm，3dB带宽为0.2nm；泵浦源2是半导体激光器，中心波长为980nm，功率0-400mW可调；波分复用器3，其工作波长为980/1550nm；掺铒光纤4的长度为2m，1530nm的吸收系数约为11dB/m；长距离单模光纤5为G652光纤，长度为20km；FC/APC光纤接头6，其***损耗≤0.2dB，回波损失≥60dB。

Claims (1)

1.一种基于掺铒光纤的单泵浦半开放腔随机分布反馈激光器，包括光纤光栅、泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、长距离单模光纤及FC/APC光纤接头，其特征在于波分复用器分别与光纤光栅、泵浦源及掺铒光纤相连，掺铒光纤的另一端连接长距离单模光纤，长距离单模光纤的另一端连接FC/APC光纤接头；在FC/APC光纤接头处输出稳定的激光。
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