基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光纖光柵激光器制作技術領域，特別涉及一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器。
【背景技術】
[0002]重疊光柵是一種重要的光學元件，在光纖的同一位置上可容納更多不同波長的光纖光柵，節省空間，穩定性好。作為一種新穎的光纖激光器的波長選擇器件，可實現波長的快速準確選擇，使整個激光器輸出波長更加穩定，制作過程更加簡單，結構更加緊湊，更經濟。在DWDM光纖通信系統、光纖傳感、光器件和雷達等領域具有廣泛應用前景。
[0003]目前人們已經提出多種實現雙波長窄線寬光纖激光器的方法，但是存在的缺陷是:輸出激光不穩定、激光器結構復雜、激光器體積大、輸出激光線寬較寬等，阻礙了雙波長窄線寬光纖激光器的發展。
【發明內容】
[0004]本發明克服了現有技術中的不足，旨在提供一種結構簡單、性能穩定、成本低的基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，以克服現有雙波長窄線寬光纖激光器存在的缺點。
[0005]針對現有雙波長窄線寬激光器存在的上述問題，本發明提供了一種結構緊湊、體積小巧、常溫穩定工作、輸出性能可靠的基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器。
[0006]為了解決上述存在的技術問題，本發明是通過以下的技術方案實現的:
[0007]一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，包括泵浦源、雙波長重疊光柵、摻鉺光纖、啁啾光柵、光譜儀和應力調節裝置；所述的雙波長重疊光柵的峰值反射率均高于99%，峰值波長分別為λ 2，兩個光柵之間的波長間隔為亞納米量級；所述的啁啾光柵反射波段覆蓋入1至λ 2，且通過刻寫時曝光控制實現波長入1至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的雙波長重疊光柵的一端與泵浦源直接相連，其另一端與所述的摻鉺光纖相連；所述的啁啾光柵的一端與摻鉺光纖相連，其另一端為輸出端連接至光譜儀；所述的雙波長重疊光柵和所述的啁啾光柵構成激光器的諧振腔，該諧振腔為線形腔；所述的雙波長重疊光柵和所述的啁啾光柵實現激光的波長選擇；所述的雙波長重疊光柵通過紫外掩膜的方法，在光纖同一位置上多次曝光制備而成；所述的啁啾光柵通過刻寫時曝光控制實現波長入1至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的光纖啁啾光柵通過控制施加在啁啾光柵上的應力，調節激光腔內的增益，實現雙波長的增益均衡和穩定激射；所述的摻鉺光纖實現激光的放大；所述的摻鉺光纖的摻雜濃度和摻鉺光纖長度可調；
[0008]所述的啁啾光柵兩端裝有應力調節裝置；所述的器件間連接均采用單模光纖熔接；
[0009]所述的泵浦源為980nm LD,其最大輸出功率為750mW ;所述的摻鉺光纖為高濃度摻鉺光纖作為增益光纖；其輸出光譜最小波長分辨率為0.0lnm。
[0010]本發明一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器激光輸出激光的過程:
[0011]1.將泵浦源、雙波長重疊光柵、摻鉺光纖和啁啾光柵依次接入激光器系統；
[0012]2.開啟泵浦源，逐漸增大泵浦源的輸出功率直至激發出激光，通過光譜儀觀測輸出光譜；
[0013]3.通過增益均衡技術，調節腔內損耗使得起振波長處的增益與損耗相等，從而實現室溫下多波長激射。
[0014]由于采用上述技術方案，本發明提供的一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，與現有技術相比具有這樣的有益效果:
[0015]本發明采用雙波長重疊光柵和啁啾光柵作為波長選擇器件，結構簡單，可實現雙波長激光輸出，采用光譜分析儀測量其輸出光譜最小波長分辨率為0.0lnm。雙波長重疊光柵和啁啾光柵構成諧振腔，連接損耗小，參數調整靈活。整個裝置結構小巧可靠、在光纖系統集成方面有巨大的應用潛力。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明激光器的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明雙波長重疊光柵的反射譜；
[0018]圖3為本發明啁啾光柵的反射譜；
[0019]圖4為本發明穩定雙波長輸出光譜圖。
[0020]圖中，1:泵浦源；2:雙波長重疊光柵；3:摻鉺光纖；4:啁啾光柵；5:光譜儀；6:應力調節裝置。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
[0022]一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，其結構示意圖如圖1所示，它包括泵浦源1、雙波長重疊光柵2、摻鉺光纖3、啁啾光柵4、光譜儀5和應力調節裝置6;所述的雙波長重疊光柵2的峰值反射率均高于99%，峰值波長分別為λ#Ρ λ 2，兩個光柵之間的波長間隔為亞納米量級；所述的啁啾光柵4反射波段覆蓋人1至λ 2，且通過刻寫時曝光控制實現波長入1至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的雙波長重疊光柵2的一端與泵浦源I直接相連，其另一端與所述的摻鉺光纖3相連；所述的啁啾光柵4的一端與摻鉺光纖3相連，其另一端為輸出端連接至光譜儀5 ;所述的雙波長重疊光柵2和所述的啁啾光柵4構成激光器的諧振腔，該諧振腔為線形腔；所述的雙波長重疊光柵2和所述的啁啾光柵4實現激光的波長選擇；所述的雙波長重疊光柵2通過紫外掩膜的方法，在光纖同一位置上多次曝光制備而成；所述的光纖啁啾光柵4通過刻寫時曝光控制實現波長λ 1至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的光纖啁啾光柵4通過控制施加在啁啾光柵上的應力，調節激光腔內的增益，實現雙波長的增益均衡和穩定激射；所述的摻鉺光纖3實現激光的放大；所述摻鉺光纖3的摻雜濃度和摻鉺光纖長度可調；
[0023]所述的啁啾光柵4兩端裝有應力調節裝置6 ;所述的器件間連接均采用單模光纖熔接；
[0024]所述的泵浦源I為980nm LD,其最大輸出功率為750mW ;所述的摻鉺光纖3為高濃度摻鉺光纖作為增益光纖；其輸出光譜最小波長分辨率為0.0lnm。
[0025]本發明輸出激光的過程為:
[0026]步驟1:在圖1所示的激光器結構示意圖中，摻鉺光纖3的兩端分別熔接雙波長重疊光柵2和啁啾光柵4構成雙波長光纖激光器的諧振腔，中心波長為980nm的泵浦源I從雙波長重疊光柵2的另一端輸入，啁啾光柵4的另一端為激光器的輸出端，接至光譜儀5，測試輸出光譜。其中，雙波長重疊光柵2和啁啾光柵4的反射譜分別如圖2和圖3所示。
[0027]步驟2:開啟泵浦源I，泵浦源I發出的光通過雙波長重疊光柵2耦合進諧振腔中，然后光在雙波長重疊光柵2與啁啾光柵4組成的諧振腔內不斷反射獲得增益，當諧振腔內不斷反射的光的增益大于損耗時，產生激光。
[0028]步驟3:在圖1所示的應力施加系統中，調整砝碼，精確控制施加在帶有反射率凹陷的啁啾光柵4兩側的應力，通過啁啾光柵4與雙波長重疊光柵2波長反射率匹配達到諧振腔內兩個不同波長激光的增益均衡，最終實現室溫下雙波長激光出射。由光譜儀觀測到的激光輸出光譜圖如圖4所示，其中激光波長分別為1556.872nm和1557.0OOnm。
[0029]以上對本發明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠理解本發明的內容并加以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍，凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，其特征在于:它包括泵浦源、雙波長重疊光柵、摻鉺光纖、啁啾光柵、光譜儀和應力調節裝置；所述的雙波長重疊光柵的峰值反射率均高于99%，峰值波長分別為λ 2，兩個光柵之間的波長間隔為亞納米量級；所述的啁啾光柵反射波段覆蓋入1至λ 2，且通過刻寫時曝光控制實現波長人工至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的雙波長重疊光柵的一端與泵浦源直接相連，其另一端與所述的摻鉺光纖相連；所述的啁啾光柵的一端與摻鉺光纖相連，其另一端為輸出端連接至光譜儀；所述的雙波長重疊光柵和所述的啁啾光柵構成激光器的諧振腔，該諧振腔為線形腔；所述的雙波長重疊光柵和所述的啁啾光柵實現激光的波長選擇；所述的雙波長重疊光柵通過紫外掩膜的方法，在光纖同一位置上多次曝光制備而成；所述的啁啾光柵通過刻寫時曝光控制實現波長λ 1至λ 2之間存在反射率凹陷；所述的光纖啁啾光柵通過控制施加在啁啾光柵上的應力，調節激光腔內的增益，實現雙波長的增益均衡和穩定激射；所述的摻鉺光纖實現激光的放大；所述的摻鉺光纖的摻雜濃度和摻鉺光纖長度可調； 所述的啁啾光柵兩端裝有應力調節裝置；所述的器件間連接均采用單模光纖熔接； 所述的泵浦源為980nm LD,其最大輸出功率為750mW ;所述的摻鉺光纖為高濃度摻鉺光纖作為增益光纖；其輸出光譜最小波長分辨率為0.0lnm。
【專利摘要】本發明公開了一種基于重疊光柵和啁啾光柵的雙波長窄線寬光纖激光器，包括泵浦源、雙波長重疊光柵、摻鉺光纖、啁啾光柵、光譜儀和應力調節裝置。本發明采用重疊光柵和啁啾光柵作為波長選擇器件，結構簡單，可實現雙波長激光輸出，采用光譜分析儀測量其輸出光譜最小波長分辨率為0.01nm。重疊光柵和啁啾光柵構成諧振腔，連接損耗小，參數調整靈活。整個裝置結構小巧可靠、在光纖系統集成方面有巨大的應用潛力。
【IPC分類】H01S3-067, H01S3-1055
【公開號】CN104852270
【申請號】CN201510227768
【發明人】畢衛紅, 王楓, 江鵬, 武洋, 齊躍峰, 付興虎, 付廣偉, 郭璇
【申請人】燕山大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日