基于光流體的掃頻激光器制造技術

本發明專利技術涉及光纖通信、光纖激光器領域，具體涉及一種基于光流體的掃頻激光器。基于光流體的掃頻激光器，包括泵浦光源、光纖波分復用器、摻鉺光纖和光譜分析儀，所述泵浦光源與光纖波分復用器相連，光纖波分復用器的輸出端連接光譜分析儀，光纖波分復用器的公共端與摻鉺光纖熔接在一起，摻鉺光纖末端切平并固定在水平光纖夾具上，水平光纖夾具固定于高精度線性平移臺上，切平的摻鉺光纖尾纖涂有光學流體。

Scanning laser based on optical fluid

The invention relates to the field of optical fiber communication and optical fiber laser, in particular to a scanning laser based on optical fluid. Based on the swept laser light fluid, comprises a pump light source, optical fiber WDM, erbium-doped fiber and spectrum analyzer, the pumping light source and optical fiber wavelength division multiplexer is connected, the output optical fiber WDM terminal is connected to a spectrum analyzer, optical fiber WDM public end and erbium-doped fiber splicing together, the erbium-doped fiber end cut flat and fixed on the level of optical fiber fixture, fixture on the level of high precision linear translation stage, erbium-doped fiber pigtail cut flat coated optical fluid.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光纖通信、光纖激光器領域，具體涉及一種基于光流體的掃頻激光器。
技術介紹
在光傳輸系統中，掃頻激光器可以產生周期性波長調諧輸出，廣泛應用于光纖光柵解調儀和光學相干技術，掃頻激光器的核心器件是可調諧濾波器，如聲光濾波器、法布里-珀羅（F-P）濾波器，現有的掃頻激光器一般用半導體光放大器（SOA）作為增益介質，掃頻光的輸出主要是依靠可調諧濾波器，而這些濾波器都有較高的價格，同時用SOA作為增益介質也增加了整個掃頻激光器的成本。如專利《高速寬帶窄線寬掃頻全光纖激光器》（申請號201310638343.6），用到了半導體激光器、半導體激光器驅動電流源、光纖耦合器、光纖隔離器、光纖波分復用器等大量元器件；專利《一種基于聲光偏轉器的聲光掃頻激光器》（申請號201210247904.5），包括聲光偏轉器、光束偏折裝置、分光元件、偏振控制器、光隔離器、準直器、光纖和聲波信號控制系統等。這些方法都沒有效的降低制造成本，因此，尋找一種結構簡單、成本低的方法來制造掃頻激光器具有重要的應用價值。本專利基于光學牛頓流體提出采用流體自身作為腔反饋和模式選擇的掃頻激光器，具有結構簡單、易操作、成本低廉等優點。流體的兩個表面形成諧振腔，光波在流體的諧振腔中形成震蕩，最終在流體共振腔內形成一個具有特定頻率的足夠強的激發光場。同時，流體是一個動態變化光學諧振腔，在光波傳輸中形成了一個波長選擇器。隨流體前進產生了形狀的變化，從而產生了激光輸出波長發生變化，實現掃頻激光輸出。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術中存在的不足提供一種簡單可行的基于光流體的掃頻激光器。該掃頻激光器實現了掃頻光輸出，相比于現有技術具有掃頻速率可控、操作方便、成本低廉的特點。本專利技術提供的技術方案是：基于光流體的掃頻激光器，包括泵浦光源、光纖波分復用器、摻鉺光纖和光譜分析儀，所述泵浦光源與光纖波分復用器相連，光纖波分復用器的輸出端連接光譜分析儀，光纖波分復用器的公共端與摻鉺光纖熔接在一起，摻鉺光纖末端切平并固定在水平光纖夾具上，水平光纖夾具固定于高精度線性平移臺上，切平的摻鉺光纖尾纖涂有光學流體。具體的，所述的泵浦光源是波長為980nm的泵浦激光源。具體的，所述的光纖波分復用器為980/1550nm波分復用器。具體的，所述的切平的摻鉺光纖尾纖是將摻鉺光纖剝去包層在切割刀上制作成的。具體的，所述的光學流體是液體在摻鉺光纖尾纖上在自身重力、摩擦力和表面張力共同作用下形成。本專利技術主要利用摻鉺光纖切平的尾纖上光學流體，光學流體在自身重力作用下形成的流動特性具有光學的反射、折射性質，也具有液體的流動性質從而能實現掃頻光輸出，所述光學流體內，兩個反射面一平一凹，入射進入光學流體的光波，滿足駐波條件，達到諧振，光波因干涉而加強，從而提供正反饋，諧振激光輸出，相比于現有技術具有掃頻速率可控、操作方便、成本低廉的特點。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖；圖2是具體實施例中流體運動狀態示意圖；圖3是具體實施例掃頻激光輸出光譜圖；圖4是沒有光流體作用的輸出光譜圖。1泵浦光源2光纖波分復用器3摻鉺光纖4水平光纖夾具5高精度六維調節架6切平的摻鉺光纖尾纖7光學流體8光譜分析儀。具體實施方式如圖1所示為本具體實施方式基于光流體的掃頻激光器的結構示意圖，包括泵浦光源1、光纖波分復用器2、摻鉺光纖3和光譜分析儀8，所述的泵浦光源1是波長為980nm的泵浦激光源，所述的光纖波分復用器2為980/1550nm波分復用器。所述泵浦光源1與光纖波分復用器2相連，光纖波分復用器2的輸出端連接光譜分析儀8，光纖波分復用器2的公共端與摻鉺光纖3熔接在一起，摻鉺光纖3末端切平并固定在水平光纖夾具4上，水平光纖夾具4固定于高精度線性平移臺5上，切平的摻鉺光纖尾纖6涂有光學流體7。所述的切平的摻鉺光纖尾纖6是將摻鉺光纖剝去包層在切割刀上制作成的。所述的光學流體7是液體在摻鉺光纖尾纖上在自身重力、摩擦力和表面張力共同作用下形成。該實施例中選用的光學流體是折射率等于1.6的折射率匹配液。泵浦光源1的光經過光纖波分復用器2進入摻鉺光纖3，產生C波段的增益光，之后進入折射率匹配液的光學流體7中，光纖、光學流體、空氣折射率分別為1.45、1.6、1，形成兩個反射面，入射進入光學流體7的光波中滿足駐波諧振條件的光波因干涉而加強，從而提供正反饋，實現光放大，并返回到光路中，從光纖波分復用2的輸出端輸出，形成激光輸出；同時隨著光學流體7形狀的變化，滿足諧振的波長不同，最終選擇輸出的激光波長不同，從而實現了激光器掃頻光輸出。實施例中摻鉺光纖尾纖上涂有光學流體，光學流體的運動黏性系數在室溫時為常數vmm2/s，匹配液密度在室溫時為常數ρg/cc。故其運動粘性系數μ=ρv在室溫時為定值，該流體服從牛頓內摩擦定理，為牛頓流體。使用的光學流體的運動黏性系數（Kinematicviscosity）從匹配液參數表上讀出為v=31cStat25°=31mm2/s，匹配液密度（Density）ρ=1.161g/ccat25°。故其運動粘性系數μ=ρv在25°時為定值，該流體服從牛頓內摩擦定理，理論上任何流體都可以成為本專利的實驗用光學流體。圖2是用微元法分析的光學流體7在重力作用下的運動形態示意圖。用微元法將匹配液視為無數個小的單元，每一個單元在沒有受到任何的影響時候的近似狀態為為圖2中a所示；單個光學流體單元在自身張力、重力以及牛頓內摩擦力的作用，最終會形成入圖2中b所示的狀態；由于光學流體表面張力作用，整個光學流體最終會呈現向外擴張的趨勢，形成圖2中c所示的最終形態。而在未達到最終形態之前的運動態，變化的只是每個單元的厚度，不同的厚度對應不同的諧振波長，所以光學流體7的這種牛頓流體特性形成了掃頻激光的輸出。如圖3是切平的摻鉺光纖尾纖6涂有光學流體7后從光譜分析儀4上輸出的光譜圖，圖4是切平的摻鉺光纖尾纖6未涂有光學流體7從光譜分析儀4上輸出的光譜圖，對比圖3和圖4，可以清楚的看到，光學流體的這種牛頓流體特性形成了掃頻激光的輸出。最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本專利技術進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本專利技術的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本專利技術技術方案的精神，其均應涵蓋在本專利技術請求保護的技術方案范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于光流體的掃頻激光器，包括泵浦光源（1）、光纖波分復用器（2）、摻鉺光纖（3）和光譜分析儀（8），其特征在于，所述泵浦光源（1）與光纖波分復用器（2）相連，光纖波分復用器（2）的輸出端連接光譜分析儀（8），光纖波分復用器（2）的公共端與摻鉺光纖（3）熔接在一起，摻鉺光纖（3）末端切平并固定在水平光纖夾具（4）上，水平光纖夾具（4）固定于高精度線性平移臺（5）上，切平的摻鉺光纖尾纖（6）涂有光學流體（7）。

【技術特征摘要】
1.基于光流體的掃頻激光器，包括泵浦光源（1）、光纖波分復用器（2）、摻鉺光纖（3）和光譜分析儀（8），其特征在于，所述泵浦光源（1）與光纖波分復用器（2）相連，光纖波分復用器（2）的輸出端連接光譜分析儀（8），光纖波分復用器（2）的公共端與摻鉺光纖（3）熔接在一起，摻鉺光纖（3）末端切平并固定在水平光纖夾具（4）上，水平光纖夾具（4）固定于高精度線性平移臺（5）上，切平的摻鉺光纖尾纖（6）涂有光學流體（7）。2.根據權利要求1所述基于光流體的掃頻激光器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王永貞，閆海濤，李明，
申請(專利權)人：濮陽光電產業技術研究院，
類型：發明
國別省市：河南;41