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专利号: 2018103115611
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:包括泵浦源、波分复用器、光隔离器、增益光纤、偏振控制器、可调谐窄带选模单元和光耦合器,各个器件之间通过光纤耦合的方式构成一个光纤谐振腔,所述光耦合器的后方连接有一光谱分析仪,所述泵浦源经波分复用器与光隔离器相连,并通过光隔离器的输出端与增益光纤相连,所述增益光纤的输出端依次通过偏振控制器、可调谐窄带选模单元、光耦合器,其中一定比例的光反馈回到光纤谐振腔内提供激光腔内增益;在所述偏振控制器和光耦合器之间设置有温度控制器,所述可调谐窄带选模单元放置于温度控制器内部;所述可调谐窄带选模单元为特种光纤花生结结构,所述特种光纤花生结结构由单模光纤和特种光纤熔融耦合连接而成;所述特种光纤花生结结构包括单模光纤输入端、第一个花生结、稀土光纤、第二个花生结和单模光纤输出端。

2.根据权利要求1所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:所述第一个花生结包括第一单模光纤小球和第一特种光纤小球,所述第二个花生结包括第二特种光纤小球和第二单模光纤小球。

3.根据权利要求2所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:所述第一单模光纤小球、第一特种光纤小球、第二特种光纤小球和第二单模光纤小球均由加热熔融光纤尾纤制备获得。

4.根据权利要求2所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:半导体激光器发出的入射光从第一段标准单模光纤纤芯入射,在第一级特种光纤花生结熔接点处,由于芯径的不匹配,一部分光注入包层,并激发出高阶包层模在包层中传输,另一部分光保持在光纤纤芯中传输,在第二级特种光纤花生结熔接点处,包层模再次耦合入第二段标准单模光纤纤芯中与其中的纤芯模干涉产生具有选模特性的周期性窄带干涉谱,干涉谱波长可随热或温度变化进行大范围调谐。

5.根据权利要求1所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:纤芯模式和包层模式在花生形结构中干涉后的光强为

由于被激发到包层的光形成多阶包层模式导致的多阶包层模式参与干涉,不同阶数的包层模式对应不同的有效折射率,Icore和Iclad分别为干涉仪中的纤芯模式和m阶包层模式的光强,二者的相位差 为:λ0为中心波长, 和 分别为纤芯模式和m阶包层模式的有效折射率,Δneff为二者的有效折射率差,L为两个花生型熔接点之间的距离,即特种花生结结构干涉仪的长度;

当 N=1,2,3,…时,干涉光谱处于波谷,波长为:

外界温度的变化时,干涉光谱波长漂移量为:

其中,δ是光纤的热光系数,k是光纤的热膨胀系数。

6.根据权利要求1所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:所述泵浦源为半导体激光器。

7.根据权利要求1所述的一种基于特种光纤花生结的可调谐光纤激光器,其特征在于:所述波分复用器的输入端与光耦合器的输出端连接。