一種基于在纖微腔獲得拉曼激光的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于激光技術領域，特別涉及了一種基于在纖微腔獲得拉曼激光的方法。
【背景技術】
[0002]激光是20世紀最偉大的發現之一，已經對人們的生活和生產帶來了巨大影響。光纖激光器是激光技術領域最為先進的激光器，具有結構緊湊、光纖兼容、低閾值、高效率、高光束質量和激光頻譜可控性強等優點，目前已經被廣泛應用于工業加工、生物醫學、照明、國防工業等領域。在光纖的散射現象中有一特殊效應，光的頻率在散射后會發生變化。光纖拉曼散射是指一定頻率的激光在光纖傳輸時，物質中的分子吸收了部分能量，發生不同方式和程度的振動(例如:原子的擺動和扭動，化學鍵的擺動和振動)，然后散射出較低頻率的光。在光纖激光器中，人們基于光纖的拉曼散射效應成功獲得了拉曼激光。
[0003]目前利用光纖的拉曼散射效應獲得激光存在以下缺點:1、需要高功率栗浦源。由于光纖拉曼散射效應非常弱，需要用大功率激光作為栗浦源才能獲得拉曼激光。2、需要較長的光纖作為增益介質。一般需要幾公里的光纖作為拉曼增益介質。因此，發明一種低栗浦功率、尺寸較小的結構獲得拉曼激光具有重要意義。
【發明內容】
[0004]本發明就是針對現有技術的不足，提出了一種基于在纖微腔獲得拉曼激光的方法。
[0005]本發明的方法包括以下步驟:
步驟(1)選擇一臺波長可調諧的栗浦激光器；選擇一個在纖微腔裝置，其特征在于:采用已經商業化的D型光纖作為基底，在距離纖芯不超過30微米、刻寫有與纖芯同一平面的微腔，該微腔可以是微盤腔、微球腔或者微環腔，微腔邊緣和纖芯距離不超過5微米；在纖微腔裝置可以采用飛秒激光刻寫、等離子刻蝕、電子束刻蝕等成熟技術制作。
[0006]步驟(2)將波長可調諧的栗浦激光器與在纖微腔裝置的一端光纖連接；在纖微腔裝置的另一端作為拉曼激光輸出端口。
[0007]步驟(3)開啟波長可調諧的栗浦激光器，將其輸出波長設定為在纖微腔裝置的諧振波長，在纖微腔裝置的諧振波長可以根據在纖微腔裝置中微腔直徑、微腔與纖芯的距離及介質折射率計算獲得；當波長可調諧的栗浦激光注入在纖微腔裝置時，由于微腔高Q值特性，在微腔內部的光強達到注入光光強的幾百萬倍至幾億倍，由于微腔內部的拉曼散射效應，在高光強情況下，微腔產生了拉曼激光，并從在纖微腔裝置的另外一段輸出，因此實現了拉曼激光的產生。
[0008]本發明適用于光纖激光的獲取，利用了 D型光纖上微腔和光纖纖芯的耦合實現了微腔內部高光強，基于拉曼散射效應產生了拉曼激光。本發明不需要高功率栗浦光源或者長距離的拉曼增益光纖，具有結構簡單、成本低廉等優點。
【附圖說明】
[0009]圖la為本發明的結構示意圖；
圖lb為在纖微腔裝置的結構示意圖；
圖2為本發明實施例中輸出拉曼激光的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖la和圖lb所示，本實施例包括一臺波長可調諧的栗浦激光器1、一個在纖微腔裝置2。
[0011]具體獲得拉曼激光的方法包括以下步驟:
(1)選擇一臺波長可調諧的栗浦激光器1，其輸出波長在1500nm至1600nnm范圍內可調諧，輸出功率10mW ;選擇一個在纖微腔裝置2，采用已經商業化的D型光纖3作為基底，在距離纖芯4不超過30微米、刻寫有與纖芯4同一平面的微腔5，該微腔5是微盤腔，微腔5邊緣和纖芯4距離為0.5微米。
[0012](2)將波長可調諧的栗浦激光器1與在纖微腔裝置2的一端光纖連接；在纖微腔裝置2的另一端作為拉曼激光輸出端口。
[0013](3)開啟波長可調諧的栗浦激光器1，將其輸出波長設定為在纖微腔裝置2的諧振波長1550nm，在纖微腔裝置2的諧振波長可以根據在纖微腔裝置2中微腔5直徑、微腔5與纖芯4的距離及介質折射率計算獲得；當波長可調諧的栗浦激光注入在纖微腔裝置2時，由于微腔5高Q值特性，在微腔5內部的光強達到注入光光強的幾百萬倍至幾億倍，由于微腔5內部的拉曼散射效應，在高光強情況下，微腔5產生了拉曼激光，并從在纖微腔裝置2的另外一段輸出，因此實現了拉曼激光的產生。
[0014]圖2給出了波長為1655nm的拉曼激光的頻譜圖。
[0015]本發明主要利用了近年來發展起來的微腔技術，在商用的D型光纖上刻寫了微腔，利用了微腔內部高光強的特性，基于拉曼散射效應獲得了拉曼激光的輸出。本發明沒有采用任何高功率栗浦光源或長距離拉曼增益光纖，具有結構簡單、成本低廉等優點。
【主權項】
1.一種基于在纖微腔獲得拉曼激光的方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟(1)選擇一臺波長可調諧的栗浦激光器；選擇一個在纖微腔裝置，所述的在纖微腔裝置采用D型光纖作為基底，在距離纖芯不超過30微米、刻寫有與纖芯同一平面的微腔，該微腔可以是微盤腔、微球腔或者微環腔，微腔邊緣和纖芯距離不超過5微米； 步驟(2)將波長可調諧的栗浦激光器與在纖微腔裝置的一端光纖連接；在纖微腔裝置的另一端作為拉曼激光輸出端口； 步驟(3)開啟波長可調諧的栗浦激光器，將其輸出波長設定為在纖微腔裝置的諧振波長；當波長可調諧的栗浦激光注入在纖微腔裝置時，由于微腔高Q值特性，在微腔內部的光強達到注入光光強的幾百萬倍至幾億倍，由于微腔內部的拉曼散射效應，在高光強情況下，微腔產生了拉曼激光，并從在纖微腔裝置的另外一段輸出，因此實現了拉曼激光的產生。
【專利摘要】本發明公開了一種基于在纖微腔獲得拉曼激光的方法。本發明適用于光纖激光的獲取，利用了D型光纖上微腔和光纖纖芯的耦合實現了微腔內部高光強，基于拉曼散射效應產生了拉曼激光。本發明不需要高功率泵浦光源或者長距離的拉曼增益光纖，具有結構簡單、成本低廉等優點。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/108
【公開號】CN105305217
【申請號】CN201510699709
【發明人】陳達如, 李海濤, 王曉亮
【申請人】浙江師范大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月26日