一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器.pdf

本发明公开了一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域，由第一随机相移光纤光栅、掺铒光纤泵浦激光源、波分复用器、掺铒光纤、第二随机相移光纤光栅组成。本发明将激光增益和随机反馈分离，利用掺铒光纤提供激光增益，利用第一随机相移光纤光栅和第二随机相移光纤光栅提供随机反馈，实现激光振荡，使得该激光器具有结构简单、制作容易、阈值功率低等特点。

权利要求书1.  一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，其特征在于，包括第一随机相移光纤光栅(1)、掺铒光纤泵浦激光源(2)、波分复用器(3)、掺铒光纤(4)、第二随机相移光纤光栅(5)；所述的第一随机相移光纤光栅(1)的一端与波分复用器(3)二端口101相连，掺铒光纤泵浦激光源(2)与波分复用器(3)一端口100相连，波分复用器(3)三端口102与掺铒光纤(4)相连，掺铒光纤(4)与第二随机相移光纤光栅(5)相连。第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)提供随机反馈，激光从第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。2.  根据权利要求1所述的一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，其特征在于，所述的第一随机相移光纤光栅(1)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为50％～95％。3.  根据权利要求1所述的一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，其特征在于，所述的第二随机相移光纤光栅(5)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为90％～99.9％。

说明书一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种随机光纤激光器，尤其涉及一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域。
背景技术
随机光纤激光器是近几年才发展起来的一种新型光纤激光器，它在结构上区别于传统激光器，即无反射镜，光的反馈通过光纤中随机反馈来实现。现在大多数随机光纤激光器是基于光纤中瑞利散射实现随机分布反馈。由于光纤中的瑞利散射非常弱，这样的随机光纤激光器往往需要长距离的光纤(几十公里)，且阈值功率高。为了克服随机光纤激光器中瑞利散射较弱的问题，人们提出在掺稀土元素光纤上刻写光纤光栅，提供随机反馈，从而缩短随机反馈的距离，降低阈值功率。然而，为了获得足够的增益，该方法需要在掺稀土元素光纤上刻写较长的光纤光栅(几十厘米)，制作工艺复杂，刻写不容易。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的提供一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，该激光器具有结构简单、制作容易、阈值功率低等特点。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案为：
一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，包括第一随机相移光纤光栅(1)、掺铒光纤泵浦激光源(2)、波分复用器(3)、掺铒光纤(4)、第二随机相移光纤光栅(5)；所述的第一随机相移光纤光栅(1)的一端与波分复用器(3)二端口101相连，掺铒光纤泵浦激光源(2)与波分复用器(3)一端口100相连，波分复用器(3)三端口102与掺铒光纤(4)相连，掺铒光纤(4)与第二随机相移光纤光栅(5)相连。第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)提供随机反馈，激光从第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。
所述的第一随机相移光纤光栅(1)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为50％～95％。
所述的第二随机相移光纤光栅(5)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为90％～99.9％。
本发明的有益效果：
1、采用随机相移光纤光栅作为随机反馈，可以提高反射率，降低阈值功率；
2、将激光增益和随机反馈分离，可以在普通的光纤上刻写随机相移光纤光栅，所需刻写的光纤光栅长度更短，工艺更简单。
附图说明
下面结合附图及其实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器的结构示意图。
1为第一随机相移光纤光栅；2为掺铒光纤泵浦激光源；3为波分复用器；4为掺铒光纤；5为第二随机相移光纤光栅；100为波分复用器一端口；101为波分复用器二端口；102为波分复用器三端口。
具体的实施方式
以下结合本发明的结构和工作原理作详细说明：
图1中，一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器，包括第一随机相移光纤光栅(1)，掺铒光纤泵浦激光源(2)，波分复用器(3)，掺铒光纤(4)，第二随机相移光纤光栅(5)。第一随机相移光纤光栅(1)的一端与波分复用器(3)的二端口101相连，掺铒光纤泵浦激光源(2)与波分复用器(3)一端口100相连，而波分复用器(3)的三端口102与掺铒光纤(4)的一端相连，而掺铒光纤(4)的另一端与第二随机相移光纤光栅(5)相连。第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)提供随机反馈，激光从第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。
一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器的工作原理：
一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器根据图1所示的各部件连接好之后。掺铒光纤泵浦激光源(2)发出的泵浦光通过波分复用器(3)一端口100耦合到线性光路中，将掺铒光纤(4)中的Er3+激发到高能级，Er3+的自发辐射光经过第二随机相移光纤光栅(5)时，实现随机反馈，反馈光波长与第二随机相移光纤光栅(5)的中心波长有关。反馈光经过掺铒光纤(4)时获得光信号放大，经过波分复用器(3)后，由第一随机相移光纤光栅(1)再次实现随机反馈。第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)的中心波长相同。当掺铒光纤泵浦激光源(2)的泵浦功率足够高时，反馈光在第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)之间来回振荡，获得的随机激光由第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。
实施例
图1为本发明一种基于随机相移光纤光栅的随机光纤激光器的结构示意图。其中第一随机相移光纤光栅(1)由单模光纤刻写，反射率为90％，长度为1cm，中心波长为1550nm。掺铒光纤泵浦激光源(2)波长为980nm，波分复用器(3)工作波长为980nm/1550nm，掺铒光纤(4)长度为1m。第二随机相移光纤光栅(5)由单模光纤刻写，反射率为99％，长度为1cm，中心波长为1550nm。第一随机相移光纤光栅(1)的一端连接波分复用器(3)的二端口101，掺铒光纤泵浦激光源(2)与波分复用器(3)一端口100相连，波分复用器(3)的三端口102与掺铒光纤(4)的一端相连，掺铒光纤(4)的另一端与第二随机相移光纤光栅(5)相连。第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)提供随机反馈，激光从第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。
掺铒光纤泵浦激光源(2)输出980nm的泵浦光，通过工作波长为980nm/1550nm的波分复用器(3)后，将掺铒光纤(4)中的Er3+激发到高能级，Er3+的自发辐射光经过第二随机相移光纤光栅(5)时，实现随机反馈，反馈光波长为1550nm。反馈光经过掺铒光纤(4)时获得光信号放大，经过波分复用器(3)后，由第一随机相移光纤光栅(1)再次实现随机反馈，反馈光波长为1550nm。当掺铒光纤泵浦激光源(2)的泵浦功率足够高时，反馈光在第一随机相移光纤光栅(1)和第二随机相移光纤光栅(5)之间来回振荡，获得的随机激光由第一随机相移光纤光栅(1)另一端输出。
以上实施例只是本发明所有方案中优选方案之一，其它对基于混合增益的多波长随机光纤激光器结构的简单改变都属于本发明所保护的范围。