專利名稱：摻鐿可調(diào)諧光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種摻鐿(Yb)可調(diào)諧光纖激光器。它主要是利用調(diào)節(jié)腔鏡與光纖端面間的耦合狀態(tài)(如傾角和距離)和改變光纖長度來選擇激光器的激射波長。具有調(diào)節(jié)方法簡便且調(diào)諧范圍廣的優(yōu)點。主要可作為光纖光柵的監(jiān)控光源，也可用于測量光纖的損耗及測量光纖的摻雜濃度。
背景技術(shù)：
我們在制作光纖光柵的過程中需要對光纖光柵的生長過程進(jìn)行實時監(jiān)控。目前制作光纖光柵的監(jiān)控手段一般采用熒光源作為監(jiān)控光源。但是熒光源的功率比較低，一般小于-50dBm。當(dāng)所要制作的光纖光柵反射率要求在30dB以上時，那么觀察范圍就延伸至-80dBm以下。目前光譜儀在約-75dBm時就較難分辨光譜細(xì)節(jié)。尤其是制作相移光纖光柵時，很難觀測相移的生長過程。因此，很需要一種功率更高的光源作光纖光柵制作過程中的監(jiān)控光源。而一般固定波長激光器，功率雖能滿足要求，但很難與要制作的光纖光柵的光譜相匹配。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于首先為制作相移光纖光柵提供一種摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，以作為光纖光柵制作的監(jiān)控光源，有利于分辨光纖光柵的光譜細(xì)節(jié)。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，其特征在于它包括一個2×2波分復(fù)用器，其一端口連接半導(dǎo)體激光器的尾纖，另一端口與具有一定長度的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端裝在五維光纖調(diào)架上并對準(zhǔn)同時裝在該調(diào)整架上的反射腔鏡，該波分復(fù)用器的第三端口與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器相連接，所述的反射腔鏡的反射率為99％，其傾角是可調(diào)的。
所述的摻鐿光纖的長度約5米，摻鐿濃度為1800ppm。
所述光纖圈反射器在1020nm-1070nm范圍內(nèi)的反射率約為97％。
本實用新型的理論依據(jù)就是利用了光纖激光器的損耗與激射波長具有對應(yīng)關(guān)系特性。其原理是我們根據(jù)一系列的公式推導(dǎo)得出激射波長與閾值之間的關(guān)系式為1+ZlZuexp[Ezl^-hcλ-1KT]=exp[lNσap-ln(βminppth(0)pc)-ppth(0)pc]]]>式中，λ是激射波長，l及N分別為摻Y(jié)b光纖的長度和濃度，ppth(0)為閾值功率，其它物理量為常數(shù)。由上述公式可看出1.當(dāng)損耗引起閾值改變時，將引起激射波長的變化。損耗越大閾值越高，激射波長越短；2.而且光纖長度l也可以改變激射波長，激射波長隨著光纖長度的增加而增加。
與以往的光纖光柵監(jiān)控光源相比，本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器的特點是①可監(jiān)控多種不同波長的光纖光柵，激射波長調(diào)諧范圍可達(dá)到30nm(1038-1073nm)以上。其中包括了慣性約束核聚變激光驅(qū)動器前端系統(tǒng)中需使用的1053nm激光波長及摻Nd光纖激光器的1064nm激光波長等。
②該激光器功率(約-20dBm)比熒光功率(約-50dBm)高約30dB，便于用光譜儀觀測光纖光柵的光譜細(xì)節(jié)。
③調(diào)諧方法簡單。
④用途廣泛，還可以用來測量用于傳輸1038-1072nm波段激光的無源光纖的損耗及摻Y(jié)b光纖和摻Nd光纖的摻雜濃度。
因此，該激光器具有方便、功率大、調(diào)諧范圍廣、多用途等特性。是一種全新的摻Y(jié)b可調(diào)諧光纖激光器。


圖1是本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型激光器調(diào)諧過程激射波長光譜圖之一。
圖3是本實用新型激光器調(diào)諧過程激射波長光譜圖之二。
圖4是本實用新型激光器調(diào)諧過程激射波長光譜圖之三。
圖5是本實用新型激光器調(diào)諧過程激射波長光譜圖之四。
圖6是本實用新型激光器監(jiān)控光纖光柵時的光譜圖。
圖1中1-波分復(fù)用器(WDM) 11、12、13、14-波分復(fù)用器的端口2-摻鐿光纖21、22-端頭 3-光纖調(diào)整架4-反射腔鏡5-光纖圈反射器 6-半導(dǎo)體激光器具體實施方式

請參閱圖1，圖1是本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器的構(gòu)成包括半導(dǎo)體激光器6(LD)的尾纖與波分復(fù)用器(WDM)1的一端口11相連接。一段5米長、摻雜濃度1800ppm的摻Y(jié)b光纖2的一端21與WDM 1的另一端口13相連，該摻Y(jié)b光纖的另一端22裝在五維光纖調(diào)整架3上。之后為一鍍介質(zhì)膜的反射腔鏡4，其反射率為99％(在1100nm-1200nm)，該反射腔鏡4也裝在該五維調(diào)整架3上。WDM1的端口12與一光纖圈反射器5相連接，該光纖圈反射器5用作輸出耦合腔鏡，其反射率約97％(在1020nm-1070nm)。由圖1可以看出，當(dāng)調(diào)節(jié)該激光器光纖端面22和反射腔鏡4的耦合狀況時，可改變該激光器的損耗，因此，根據(jù)前述公式可調(diào)諧激光輸出波長。實驗表明該激光器，可調(diào)諧范圍為1038.2nm～1073nm。
圖2至圖5就是用光譜儀記錄該激光器調(diào)諧過程中，激射波長的光譜圖，也就是說，我們只要調(diào)節(jié)反射腔鏡4與光纖端面3的傾角或距離就可以實現(xiàn)該激光器的調(diào)諧輸出。用光譜儀就可觀察到該激光器所輸出的不同激射波長。在激光器與光譜儀之間接入待刻寫的光纖光柵就可用來監(jiān)控光柵的刻寫，或接入已刻寫的光纖光柵就可測出光柵的光譜結(jié)構(gòu)。圖6就是用該激光器監(jiān)控光纖光柵時，用光譜儀記錄下來的光譜圖。
綜上所述，本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器具有功率大、調(diào)諧范圍廣、操作方便和多用途的特點。
權(quán)利要求1.一種摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，其特征在于它包括一個2×2波分復(fù)用器(1)，其一端口(11)連接一半導(dǎo)體激光器(6)的尾纖，另一端口(13)與具有一定長度的摻鐿光纖(2)的一端(21)相連，該摻鐿光纖(2)的另一端(22)裝在五維光纖調(diào)架(3)上并對準(zhǔn)同時裝在該調(diào)整架(3)上的反射腔鏡(4)，該波分復(fù)用器(1)的第三端口(12)與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器(5)相連接，所述的反射腔鏡(4)反射率為99％，其傾角是可調(diào)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，其特征在于所述的摻鐿光纖(2)的長度約5米，摻鐿濃度為1800ppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，其特征在于所述光纖圈反射器(5)在1020nm-1070nm范圍內(nèi)的反射率為97％。
專利摘要一種摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，其結(jié)構(gòu)是一個2×2波分復(fù)用器，其一端口連接半導(dǎo)體激光器的尾纖，另一端口與具有一定長度的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端裝在五維光纖調(diào)架上并對準(zhǔn)同時裝在該調(diào)整架上的反射腔鏡，該波分復(fù)用器的第三端口與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器相連接，所述的反射腔鏡反射率為99％，其傾角是可調(diào)的。本實用新型摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，具有功率大、調(diào)諧范圍廣、操作方便和多用途的特點。
文檔編號H01S3/067GK2612113SQ0322861
公開日2004年4月14日 申請日期2003年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者陳柏, 陳嘉琳, 梁麗萍 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所