專利名稱：單縱模單偏振相移分布反饋光纖激光器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖相移分布反饋激光器，特別是一種通過應(yīng)力控制的高穩(wěn)定的單縱模單偏振光纖相移分布反饋激光器及其制作方法。
背景技術(shù)：
在光纖激光器領(lǐng)域，光纖相移分布反饋激光器由于線寬窄，單縱模特性好、受溫度的影響小、容易得到高輸出功率，低噪音，KHz的窄線寬以及與光纖兼容等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域比半導(dǎo)體分布反饋激光器有更大的優(yōu)越性。
光纖相移分布反饋激光器的制作是用紫外光在摻雜光纖上刻寫相移光纖光柵來完成的。目前，常用的刻寫光纖光柵的紫外光為193nm和248nm兩種波長的準(zhǔn)分子激光器，但是，在制作過程中，發(fā)現(xiàn)，光纖相移分布反饋激光器的單偏振問題很難控制。雖然采用248nm的偏振光來直接刻寫光纖光柵，可引起光致雙折射現(xiàn)象，從而可得到單偏振輸出的相移分布反饋光纖激光器。但是，并非所有的光纖都對(duì)248nm有良好的光敏性，比如，光纖中同時(shí)摻磷光纖對(duì)于248nm的紫外光的光敏性就很差，而只對(duì)193nm的紫外光具有很好的光敏性。另外，要做到同樣高的反射率的光纖光柵，用波長為248nm準(zhǔn)分子激光器比用波長為193nm的準(zhǔn)分子激光器，需要更高的脈沖能量或者更長時(shí)間的曝光。這樣，會(huì)大大減小制作光纖光柵的相位板的壽命。但是，193nm的波長很難找到合適的鍍膜材料來得到高偏振度和高透射率的起偏器，因此直接采用193nm的準(zhǔn)分子激光器制作光纖相移分布反饋激光器，很難得到單偏振輸出。
現(xiàn)在已有的解決光纖相移分布反饋激光器的單偏振問題，有對(duì)光纖相移分布反饋激光器進(jìn)行一定的扭曲或者采用自注入鎖定的辦法來得到激光器的單偏振輸出，但是在實(shí)際操作中，我們發(fā)現(xiàn)這些方法操作非常困難，而且難以保持長期穩(wěn)定，對(duì)于工程應(yīng)用來講，是不實(shí)用的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單偏振單縱模的光纖相移分布反饋激光器及其制備方法。所制備的光纖相移分布反饋激光器的輸出激光應(yīng)具有單偏振、單縱模和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種單縱模單偏振相移分布反饋激光器，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)波分復(fù)用器，其一端口連接泵浦激光器的尾纖，該波分復(fù)用器的合波端口與帶有相移光纖光柵的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端口接第一光纖隔離器，所述的波分復(fù)用器的反向輸出端口接第二光纖隔離器，所述的相移光纖光柵放在一個(gè)鋁板上，該鋁板置于溫度控制器之上，該相移光纖光柵的相移區(qū)上有一施加壓力的控制機(jī)構(gòu)。
所述的施加壓力的控制機(jī)構(gòu)是在所述的相移光纖光柵的相移區(qū)上放置一塊橡皮再覆蓋一鋁片，在鋁片的左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)孔，利用螺絲穿入所述的孔將所述的相移光纖光柵與鋁板固定并施壓。
所述的光纖是摻鐿光纖或摻鉺增益光纖。
所述的泵浦激光器是激光波長為980nm的半導(dǎo)體激光器。
所述的單縱模單偏振相移分布反饋激光器的制作方法，首先利用遮擋法制作相移分布反饋激光器，然后通過對(duì)相移區(qū)施加應(yīng)力得到單偏振單縱模光纖相移分布反饋激光器，具體包括以下步驟①取一摻鐿光纖或摻鉺增益光纖，先采用遮擋法利用193nm準(zhǔn)分子激光制作相移光纖光柵；②將具有相移光纖光柵的光纖的正向輸出端接第二隔離器，該光纖的反向輸出端經(jīng)波分復(fù)用器、第一隔離器、F-P干涉儀接監(jiān)控器(9)；所述的波分復(fù)用器的輸入端接一所述的泵浦激光器；③將所述的相移光纖光柵放置在鋁板上，在該相移光纖光柵的相移區(qū)上放置一塊橡皮再覆蓋一鋁片，在鋁片的左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)孔，利用螺絲穿入所述的孔將所述的相移光纖光柵與鋁板固定，該鋁板置于一溫控器上；④開啟泵浦激光器，觀測(cè)監(jiān)視器上的干涉環(huán)，然后旋調(diào)螺絲對(duì)相移光纖光柵的相移區(qū)施加應(yīng)力，當(dāng)干涉環(huán)只有一套環(huán)時(shí)為止，這時(shí)激光器的輸出為單縱模單偏振激光輸出。
所述的遮擋法，即在制作光纖光柵時(shí)，遮擋住照射光纖光柵的波長在193nm的紫外光的一部分，使在整個(gè)一段光纖受到紫外曝光的同時(shí)，有一小部分光纖并未受到紫外光致折射率調(diào)制。
所述的對(duì)相移區(qū)施加應(yīng)力，即在光纖相移分布反饋激光器的相移區(qū)部分施加應(yīng)力。具體做法是在將采用遮擋法制作的相移光纖光柵放置在一塊鋁板上，鋁板放在溫控器上，用來保證光纖分布反饋激光器工作在恒溫下。然后在光纖光柵的相移區(qū)放置一塊橡皮，放置橡皮的目的是防止金屬直接壓在光纖上而使光纖容易斷裂。然后在像皮上再放置一塊金屬片，在金屬片上開兩個(gè)孔，然后通過螺釘將金屬片固定在放置光纖光柵的鋁板上。這樣，金屬片就通過橡皮對(duì)光纖光柵的相移區(qū)產(chǎn)生了一個(gè)應(yīng)力，然后通過旋緊螺釘?shù)某潭龋瑏砜刂茖?duì)光纖光柵的相移區(qū)的應(yīng)力的大小。
本發(fā)明的技術(shù)效果1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用應(yīng)力，可使相移分布反饋激光器得到穩(wěn)定的單縱模單偏振輸出。穩(wěn)定性，激光器的輸出經(jīng)過聲光斬波器后，在20分鐘內(nèi)峰峰起伏rms值可達(dá)到0.8％，偏振度可達(dá)到27dB。
2、實(shí)驗(yàn)操作簡單方便，而且可以通過拉伸光纖光柵或者調(diào)諧溫度來對(duì)光纖激光器的輸出波長進(jìn)行調(diào)諧。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡2是對(duì)光纖光柵施加應(yīng)力部分及放置在溫控部分的示意圖。
圖3是利用本發(fā)明制作的摻Y(jié)b光纖分布反饋激光器的輸出通過固定F-P干涉儀，在監(jiān)視器上得到的單縱模干涉圖。
圖中1-泵浦激光器2-波分復(fù)用器3-摻鐿光纖4-鋁片5-像皮6-相移光纖光柵7-第二光纖隔離器8-F-P干涉儀9-監(jiān)視器10-鋁板11-溫度控制器12-鋁片13-螺釘14-第一光纖隔離器具體實(shí)施方式
先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明單偏振單縱模相移分布反饋激光器的裝置簡圖。本發(fā)明單偏振單縱模相移分布反饋激光器的制作方法，其特征在于具體包括以下步驟1、先利用遮擋法在一段摻Y(jié)b光纖3上制作相移光纖光柵6；2、將制作好的相移光纖光柵6放置到120℃的烤箱中進(jìn)行退火；3、將退火后的相移光纖光柵6放置在一塊鋁板10上；4、相移光纖光柵6及鋁板10放置在溫控11上面；5、在光纖光柵的相移區(qū)上面放置一塊橡皮5，橡皮5的上方放置一塊鋁片12，在鋁片12的左右分別打兩個(gè)孔，然后用螺釘13將鋁片12和鋁板10相連。光纖光柵的相移區(qū)通過橡皮5被鋁片12壓?。?、用泵浦激光器1通過波分復(fù)用器2泵浦光纖3及制作在光纖3上的相移光纖光柵6；
7、光纖3的正向輸出端和波分復(fù)用器2的反向輸出端接第二光纖隔離器7。
8、在波分復(fù)用器2的反向輸出端通過第二光纖隔離器7，經(jīng)固定F-P干涉儀8，通過監(jiān)視器9觀測(cè)激光模式的運(yùn)行狀況；9、上緊金屬片12上的螺釘13來對(duì)相移光纖光柵6的相移區(qū)施加應(yīng)力，在上緊螺釘13的同時(shí)，通過固定F-P干涉儀8及監(jiān)視器9監(jiān)視激光器的輸出模式情況，當(dāng)只有一套干涉環(huán)時(shí)，此時(shí)停止旋轉(zhuǎn)螺釘13。這時(shí)激光器的激光輸出為單縱模單偏振。
泵浦光的輸出功率為100mW。我們采用空間光功率計(jì)測(cè)試了該光纖激光器的功率輸出特性，當(dāng)泵浦功率為100mW時(shí)，激光器的輸出功率為8.3mW，當(dāng)激光器的泵浦功率為254mW時(shí)，激光器的輸出功率為37.1mW。
用格蘭棱鏡測(cè)試激光器的偏振特性，激光器的偏振度為27dB。
權(quán)利要求
1.一種單縱模單偏振相移分布反饋激光器，特征在于其結(jié)構(gòu)是一個(gè)波分復(fù)用器(2)，其一端口連接泵浦激光器(1)的尾纖，該波分復(fù)用器(2)的合波端口與帶有摻雜相移光纖光柵(6)的摻鐿光纖(3)的一端相連，該摻鐿光纖(3)的另一端口接第一光纖隔離器(14)，所述的波分復(fù)用器(2)的反向輸出端口接第二光纖隔離器，所述的摻雜相移光纖光柵(6)放在一個(gè)鋁板(10)上，該鋁板(10)置于溫度控制器(11)之上，該相移光纖光柵(6)的相移區(qū)上有一施加壓力的控制機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單縱模單偏振相移分布反饋激光器，其特征在于所述的施加壓力的控制機(jī)構(gòu)是在所述的相移光纖光柵(6)的相移區(qū)上放置一塊橡皮(5)再覆蓋一鋁片(12)，在鋁片(12)的左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)孔，利用螺絲(13)穿入所述的孔將所述的相移光纖光柵(6)與鋁板(10)固定并施壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的單縱模單偏振相移分布反饋激光器，其特征在于所述的光纖(3)是摻鐿光纖或摻鉺增益光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的單縱模單偏振相移分布反饋激光器，其特征在于所述的泵浦激光器(1)是激光波長為980nm的半導(dǎo)體激光器。
5.權(quán)利要求1所述的單縱模單偏振相移分布反饋激光器的制作方法，其特征在于包括以下步驟①取一光纖(3)，先采用遮擋法利用193nm準(zhǔn)分子激光制作相移光纖光柵(6)；②將具有相移光纖光柵(6)的光纖(3)的正向輸出端接第二光纖隔離器(14)，該光纖(3)的反向輸出端經(jīng)波分復(fù)用器(2)、第一光纖隔離器(7)、F-P干涉儀(8)接監(jiān)控器(9)，所述的波分復(fù)用器(2)的輸入端接一泵浦激光器(1)；③將所述的相移光纖光柵(6)放置在鋁板(10)上，在該相移光纖光柵(6)的相移區(qū)上放置一塊橡皮(5)再覆蓋一鋁片(12)，在鋁片(12)的左右兩側(cè)各設(shè)一個(gè)孔，利用螺絲(13)穿入所述的孔將所述的相移光纖光柵(6)與鋁板(10)固定，該鋁板(10)置于一溫控器(11)上④開啟泵浦激光器(1)，觀測(cè)監(jiān)視器(9)上的干涉環(huán)，然后旋調(diào)螺絲(13)對(duì)相移光纖光柵(6)的相移區(qū)施加應(yīng)力，當(dāng)干涉環(huán)只有一套環(huán)時(shí)為止，這時(shí)激光器的輸出為單縱模單偏振激光輸出。
全文摘要
一種單偏振單縱模的光纖相移分布反饋激光器及其制備方法，該激光器的結(jié)構(gòu)是一個(gè)波分復(fù)用器，其一端口連接泵浦激光器的尾纖，該波分復(fù)用器的合波端口與帶有相移光纖光柵的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端口接第一光纖隔離器，所述的波分復(fù)用器的反向輸出端口接第二光纖隔離器，所述的相移光纖光柵放在一個(gè)鋁板上，該鋁板置于溫度控制器之上，該相移光纖光柵的相移區(qū)上有一施加壓力的控制機(jī)構(gòu)。其制備方法具有操作簡單，實(shí)用，而且同時(shí)可以通過拉伸光纖光柵或者調(diào)節(jié)溫度來調(diào)諧激光器的輸出波長。所制備的光纖相移分布反饋激光器的輸出激光具有單偏振、單縱模和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/098GK1822450SQ20061002482
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日
發(fā)明者范薇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所