一種新型的光纖布拉格光柵激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種新型的光纖布拉格光柵激光器。該激光器主要由摻鉺光纖放大器EDFA、環(huán)形器和高反射光纖布拉格光柵組成，其中摻鉺光纖放大器EDFA提供光功率，環(huán)形器Cir1、Cir2和高反射光纖布拉格光柵FBG1、FBG2共同作用實現(xiàn)基于逆四波混頻效應的波長選擇，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生基于逆四波混頻效應的高性能激光，實現(xiàn)了單波長、單縱模運作；本發(fā)明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生激光光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
【專利說明】一種新型的光纖布拉格光柵激光器
所屬【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型的光纖布拉格光柵激光器，可應用于物理學、光纖通信、非線性光學等領域。
【背景技術】
[0002]由于在科學上的重要性和在光通信、傳感、測試、微波和太赫茲波產生、光脈沖產生等領域的潛在應用，光纖激光器得到了科技工作者的普遍關注。光纖激光器的波長選擇器件可以是光纖環(huán)鏡、雙環(huán)濾波器、光纖布拉格光柵等等。文獻[l.G.P.Agrawal，Nonlinear fiber optics,4e, Elsevier(Singapore)Pte Ltd.2009,1-528]研究了光纖環(huán)鏡作波長選擇器件的布里淵光纖激光器和兩個光纖布拉格光柵組成法布里-珀羅腔鏡的高功率全光纖拉曼激光器，文獻[2.Chien-Hung Yeh, et al.0pt.Expressl5,13844-13848(2007)]研究了使用雙環(huán)濾波器組成的雙波長摻鉺光纖復合環(huán)激光器，文獻[3.Xiaoying He, et al.0pt.Expressl7，21773-21781 (2009)]研究了基于光纖布拉格光柵組成法布里-珀羅腔鏡的線性腔摻鉺光纖激光器，文獻[4.Shilong Pan et al.0pt.ExpreSS17，5414-5419 (2009)]研究了波長可開關的基于σ腔的單縱模雙波長摻鉺光纖激光器，文獻[5.Lawrence R.Chen et al.0pt.Expressl5, 5083-5088 (2007)]研究了基于四波混頻穩(wěn)定的雙波長摻鐿光纖激光器，文獻[6.Eun Joo Jung, et al.0pt.Expressl6,2791-2796(2008)]研究了基于級聯(lián)布拉格光柵帶通濾波器的雙波長光纖環(huán)激光器?？梢钥闯?，布拉格光柵光纖激光器是一種應用廣泛的重要激光器，布拉格光柵是光纖激光器中一種重要的波長選擇器件，通過選擇合適的光纖布拉格光柵可以在其波長選擇中心實現(xiàn)高性能的激光光束。四波混頻是一種重要的非線性效應，廣泛應用于光纖光學、光通信、物理學等領域[I] [7Linn F.Mollenauer, Science, 2003,996-997],文獻[8.Shanliang Liu,Applied Physics Letters, 89 (17):171118]理論研究了光纖中的逆四波混頻效應,指出了逆四波混頻效應在物理學、光通信、光纖光學等領域具有重要的學術價值和應用價值；然而，逆四波混頻效應的相位條件難于滿足；鑒于此，如何實現(xiàn)基于逆四波混頻效應的光纖激光器，意義重大。
[0003]專利申請內容
[0004]本發(fā)明提出了一種新型的基于逆四波混頻效應的光纖布拉格光柵激光器，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生高性能激光，實現(xiàn)了單波長、單縱模運作；本發(fā)明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生激光光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]本發(fā)明提出的一種新型的光纖布拉格光柵激光器主要由摻鉺光纖放大器EDFA、環(huán)形器和高反射光纖布拉格光柵組成，其中摻鉺光纖放大器EDFA提供光功率,環(huán)形器Cirl、Cir2和高反射光纖布拉格光柵FBG1、FBG2共同作用實現(xiàn)基于逆四波混頻效應的波長選擇，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生高性能激光，實現(xiàn)了單波長、單縱模運作。[0007]本發(fā)明的有益效果是:
[0008]本發(fā)明提出了一種新型的光纖布拉格光柵激光器,在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生基于逆四波混頻效應的高性能激光，實現(xiàn)了單波長、單縱模運作；本發(fā)明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生激光光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種新型的光纖布拉格光柵激光器實驗裝置示意圖。圖1中I是摻鉺光纖放大器，2和7是50%的耦合器OCl和0C2，3和4是環(huán)形器Cirl、Cir2，其中Cl、C2和C3分別是環(huán)形器的三個端口 ；5和6是光纖布拉格光柵FBG1、FBG2，8是光譜分析儀AQ6319。
[0010]圖2-4是用光譜分析儀AQ6319實驗測量得到圖1裝置產生激光的光譜；圖2中點線所示是去掉圖1中Cir2和FBG2得到僅Cirl和FBGl作為波長選擇器件的激光光譜；該激光中心波長為1549.725nm。
[0011]圖3中點劃線所示是去掉圖1中Cirl和FBGl得到僅Cir2和FBG2作為波長選擇器件的激光光譜；該激光中心波長為1549.725nm。
[0012]圖4中實線所示是圖1中Cirl、FBGl、Cir2和FBG2同時組成激光諧振腔而形成的基于逆四波混頻效應的激光光譜；該激光中心波長為1549.750nm。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施對本發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明一種新型的光纖布拉格光柵激光器實驗裝置示意圖。其中摻鉺光纖放大器⑴提供光功率，環(huán)形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)用于波長選擇，布拉格光柵FBGl的反射因子和半峰全寬分別是99.28%和0.096nm，布拉格光柵FBG2的反射因子和半峰全寬分別是99.4%和0.088nm，其中Cl、C2和C3分別是環(huán)形器的三個端口 ；三端口光纖耦合器OCl (2)和四端口光纖耦合器0C2 (7)用于光功率耦合；光譜分析儀AQ6319(8)用于激光光譜的實驗測量。
[0015]實驗中，我們去掉圖1中Cir2(4)和FBG2 (6)得到僅Cirl (3)和FBGl (5)作為波長選擇器件的激光光譜。該激光器的工作原理是開啟摻鉺光纖放大器(I)電源后，背景光經(jīng)摻鉺光纖放大器⑴放大，經(jīng)OCl⑵耦合到Cirl (3)的Cl端口，再經(jīng)過C2端口進入光纖布拉格光柵FBGl (5),光纖布拉格光柵FBGl (5)將某一特定波長λ I的光波反射回Cirl (3)經(jīng)C3進入四端口光纖耦合器0C2(7);四端口光纖耦合器0C2 (7)將λ I波長的一部分光波耦合至摻鉺光纖放大器(I)再次放大，之后不斷循環(huán)形成穩(wěn)定的λ I波長激光；四端口光纖I禹合器0C2 (7)將穩(wěn)定激光的一部分I禹合到光譜分析儀AQ6319 (8)進行激光光譜的實驗測量，測量得到該激光器發(fā)出的激光光譜如圖2點線所示；由圖可見，該激光中心波長為1549.725nm,同時表明Cirl (3)和FBGl (5)作為波長選擇器件的波長選擇區(qū)中心是1549.725nm。
[0016]類似地，去掉圖1中Cirl和FBGl得到僅Cir2和FBG2作為波長選擇器件的激光光譜如圖3點劃線所示；該激光中心波長為1549.782nm,同時表明Cir2 (4)和FBG2 (6)作為波長選擇器件的波長選擇區(qū)中心是1549.782nm。
[0017]我們將Cirl、FBGl、Cir2和FBG2共同組成激光器諧振腔；而我們實驗觀察到在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生了基于逆四波混頻效應的單波長、單縱模激光，該激光光譜如圖4實線所示，其光譜中心波長在1549.750nm ;與以往研究中對應兩個波長選擇器件對應兩個波長選擇區(qū)中心，將產生雙波長激光光束的現(xiàn)象不同；這種在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生的單波長、單縱模激光的過程可以看作是兩個波長選擇器件的兩個波長選擇區(qū)中心所對應兩個光場的逆四波混頻過程。這種在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生的單波長、單縱模激光的新型激光器件將為逆四波混頻效應、物理學、光纖通信、非線性光學等領域的深入研究提供支持。
【權利要求】
1.一種新型的光纖布拉格光柵激光器，其中摻鉺光纖放大器(I)提供光功率，環(huán)形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)用于波長選擇，三端口光纖耦合器OCl (2)和四端口光纖耦合器0C2 (7)用于光功率耦合，光譜分析儀AQ6319(8)用于激光光譜的實驗測量。
2.根據(jù)權利要求1所述的光纖布拉格光柵激光器，其特征在于:所述光纖布拉格光柵FBGl的反射因子和半峰全寬分別是99.28 %和0.096nm,作為波長選擇器件其波長選擇區(qū)中心是1549.725nm;光纖布拉格光柵FBG2的反射因子和半峰全寬分別是99.4%和0.088nm，作為波長選擇器件其波長選擇區(qū)中心是1549.782nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的光纖布拉格光柵激光器，其特征在于:所述激光器由環(huán)形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)共同組成激光器諧振腔；在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生了基于逆四波混頻效應的單波長、單縱模激光，該激光光譜中心波長是1549.750nm。
【文檔編號】H01S3/067GK103682958SQ201310106001
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年3月2日 優(yōu)先權日:2013年3月2日
【發(fā)明者】鄭宏軍, 黎昕, 劉山亮, 胡衛(wèi)生 申請人:聊城大學