一种双频光纤光栅激光器及布里渊光学时域反射仪的制作方法
本发明属于光纤激光器，尤其是涉及一种双频光纤光栅激光器及布里渊光学时域反射仪。
背景技术：
1、在现有技术中，传统的布里渊光学时域反射仪（botdr）系统中光源的结构具有多种，一种方案是：泵浦波光源和本征波光源是采用两个独立的激光器进行锁相后产生，其中一个激光器作为泵浦波，另一个激光器作为本征波，且两个激光器需要采用高稳定和大带宽的锁相环装置进行相位锁定，高稳定和大带宽的锁相环装置价格昂贵，且该方案中的布里渊光学时域反射仪（botdr）的光源结构复杂，布里渊光学时域反射仪（botdr）的系统稳定性不好；另一种方案是：用一个光源分成两路，其中一路作为泵浦波光源，另一路经过复杂的外调制技术或者基于光学非线性原理的频率转换技术处理作为本征波光源，光学复杂度高，因此botdr系统在体积和尺寸上都是偏大的。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明提供一种双频光纤光栅激光器及布里渊光学时域反射仪，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双频光纤光栅激光器，包括双频激光腔、与双频激光器相连接的波分复用器以及分别与波分复用器相连接的偏振分束器和泵浦源，波分复用器将泵浦源输出的泵浦激光耦合到双频激光腔，并将双频激光腔输出的正交双偏振激光耦合到偏振分束器，偏振分束器对正交双偏振激光进行分离，输出两个偏振态正交的激光。
3、进一步的，双频激光腔为正交双偏振光纤光栅激光腔。
4、进一步的，正交双偏振光纤光栅激光腔为分布式布拉格反射腔结构或分布式布拉格反馈腔结构。
5、进一步的，正交双偏振光纤光栅激光腔进行恒温隔振封装。
6、进一步的，偏振分束器输出的两个偏振态正交的激光分别为s偏振态的激光和p偏振态的激光。
7、进一步的，双频激光腔输出的正交双偏振激光的频率差与石英光纤的布里渊频移相适应。
8、进一步的，波分复用器为双轴保偏光纤无源器件，泵浦源为泵浦激光器。
9、一种布里渊光学时域反射仪，包括如上述的双频光纤光栅激光器、分别与双频光纤光栅激光器相连接的泵浦波传输支路和本征波传输支路、光学耦合器以及光电探测装置，光学耦合器分别与泵浦波传输支路和本征波传输支路连接，且光学耦合器与光电探测装置连接，双频光纤光栅激光器输出的两个偏振态正交的激光中，频率高的激光进入泵浦波传输支路进行传输、处理，频率低的激光进入本征波传输支路进行传输、处理，被处理后的两个激光经光学耦合器干涉后输出，被光电探测装置接收。
10、进一步的，泵浦波传输支路包括依次连接的第一放大器、增益开关、第二放大器、环形器以及传感光纤，环形器与光学耦合器连接，频率高的激光经第一放大器、增益开关与第二放大器依次放大、调制及再次放大处理后，经环形器注入传感光纤中，传感光纤被激发后产生布里渊散射光经环形器进入光学耦合器中。
11、进一步的，本征波传输支路包括第三放大器，频率低的激光经第三放大器放大处理后进入光学耦合器中。
12、由于采用上述技术方案，该双频光纤光栅激光器具有双频激光腔和一个泵浦源，该双频光纤光栅激光器受到泵浦源提供的能量后，能够输出两个偏振态正交的单纵模的激光，这两个偏振态正交的单纵模的激光经波分复用器进入偏振分束器，经偏振分束器分离后输出两个偏振态的激光（s偏振态激光和p偏振态激光），将该双频光纤光栅激光器作为布里渊光学时域反射仪的光路中的光源，只使用一个光源即可输出两个频率不同的激光，将这两个频率不同的激光作为布里渊光学时域反射仪的泵浦波和本征波，将布里渊光学时域反射仪的系统中的泵浦波光源和本征波光源在一个光纤光栅激光器中实现，无需两个独立的激光器以及价格较高的高稳定大带宽光学锁相环装置，无需外调制器件或者非线性光学转换光路的器件，无需复杂的调制技术或者光学非线性转换技术，降低布里渊光学时域反射仪系统中光源的复杂性，提升系统的稳定性和可靠性，降低布里渊光学时域反射仪系统中光源的成本，而且，该双频光纤光栅激光器是全光纤的激光器，体积更紧凑，体积尺寸更小，使得最终的布里渊光学时域反射仪系统仪表设备的尺寸更小。
技术特征：
1.一种双频光纤光栅激光器，其特征在于：包括双频激光腔、与双频激光器相连接的波分复用器以及分别与波分复用器相连接的偏振分束器和泵浦源，所述波分复用器将所述泵浦源输出的泵浦激光耦合到所述双频激光腔，并将所述双频激光腔输出的正交双偏振激光耦合到所述偏振分束器，所述偏振分束器对所述正交双偏振激光进行分离，输出两个偏振态正交的激光。
2.根据权利要求1所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述双频激光腔为正交双偏振光纤光栅激光腔。
3.根据权利要求2所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述正交双偏振光纤光栅激光腔为分布式布拉格反射腔结构或分布式布拉格反馈腔结构。
4.根据权利要求2或3所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述正交双偏振光纤光栅激光腔进行恒温隔振封装。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述偏振分束器输出的两个偏振态正交的激光分别为s偏振态的激光和p偏振态的激光。
6.根据权利要求5所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述双频激光腔输出的正交双偏振激光的频率差与石英光纤的布里渊频移相适应。
7.根据权利要求6所述的双频光纤光栅激光器，其特征在于：所述波分复用器为双轴保偏光纤无源器件，所述泵浦源为泵浦激光器。
8.一种布里渊光学时域反射仪，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的双频光纤光栅激光器、分别与双频光纤光栅激光器相连接的泵浦波传输支路和本征波传输支路、光学耦合器以及光电探测装置，所述光学耦合器分别与所述泵浦波传输支路和所述本征波传输支路连接，且所述光学耦合器与所述光电探测装置连接，所述双频光纤光栅激光器输出的两个偏振态正交的激光中，频率高的激光进入所述泵浦波传输支路进行传输、处理，频率低的激光进入所述本征波传输支路进行传输、处理，被处理后的两个激光经所述光学耦合器干涉后输出，被所述光电探测装置接收。
9.根据权利要求8所述的布里渊光学时域反射仪，其特征在于：所述泵浦波传输支路包括依次连接的第一放大器、增益开关、第二放大器、环形器以及传感光纤，所述环形器与所述光学耦合器连接，所述频率高的激光经所述第一放大器、所述增益开关与所述第二放大器依次放大、调制及再次放大处理后，经所述环形器注入所述传感光纤中，所述传感光纤被激发后产生布里渊散射光经所述环形器进入所述光学耦合器中。
10.根据权利要求9所述的布里渊光学时域反射仪，其特征在于：所述本征波传输支路包括第三放大器，所述频率低的激光经所述第三放大器放大处理后进入所述光学耦合器中。
技术总结
本发明提供一种双频光纤光栅激光器及布里渊光学时域反射仪，包括双频激光腔、与双频激光器相连接的波分复用器以及分别与波分复用器相连接的偏振分束器和泵浦源，波分复用器将泵浦源输出的泵浦激光耦合到双频激光腔，并将双频激光腔输出的正交双偏振激光耦合到偏振分束器，偏振分束器对正交双偏振激光进行分离，输出两个偏振态正交的激光。本发明的有益效果是将布里渊光学时域反射仪的系统中的泵浦波光源和本征波光源在一个光纤光栅激光器中实现，无需两个独立的激光器以及价格较高的高稳定大带宽光学锁相环装置，降低布里渊光学时域反射仪系统中光源的复杂性，提升系统的稳定性和可靠性，降低布里渊光学时域反射仪系统中光源的成本。
技术研发人员：李冬,罗文国,赵娟莹
受保护的技术使用者：厦门彼格科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5