光纤激光器的分类及飞秒激光直写光纤光栅实验解析

　　利用飞秒激光微加工技术 ，可以在光纤纤芯 内直写出布拉格光 栅 ，它 与传统的光纤 光栅制作 方法相 比，具有耗 时短 、无需光敏光纤 、周期可任意设定 、光栅稳定性高等优点 。采用 800NFI1钛宝石飞秒激光器 ，在 Hi1060光纤 内写入一支 8Iilm长 的布拉格光栅 ，光纤光栅的周期为 2．9fm，这是 中心波长为 1042nm的八阶光纤布拉格光栅 。将所得光栅与一段有源的双包层光 纤熔接 ，作 为激 光输 出镜 ，利用 975rim 的 LD光纤 模块作为泵浦源 ，采用端泵浦 技术构 成双包层光 纤激光 器 。双包层 光纤采用 Nu{ern公 司镱 （Yb” ）离子掺 杂双包层光纤 ，光纤长度 3m。所得 激光器的输 出功率 为 7l_1w ，中心波 长 1042nIil，带 宽约 为 0．8nlTl。

　　本 文采 用 的飞秒 激光 直写 光纤 布拉 格光栅 的实验装 置 如 图 1所 示 ，相 干公 司 生产 的钛 宝 石 飞秒 激 光 器输出 的激 光束 通 过衰 减片来 对其 能量 进行 调节 ，以得 到 实验 中所 需 要 的最 佳 能 量 。飞 秒激 光 的重 复 频 率在 1～1000Hz范 围 内可 调 。 由计算 机 驱动 的精 密快 门来控 制加 工过 程 中的 曝光 时 间 ，以选 择 相应 激 光重 复 频 率下的脉 冲个数 ，快 门的时 间分辨力 为 0．1S。由快 门选择 出来 的激光 脉 冲经过一 个显 微物镜 精确 地 聚焦到 光纤纤芯上 ，在 聚焦焦 斑范 围 内形成永 久性 的折 射 率 调制 。我们 实 验 中所 用 的物 镜 倍率 为 50，刻 写光 栅所 采 用 的光纤为 CorningHil060单模光纤 ，纤芯直径约为 6．3fm。光纤固定在 3维精密移动平台上 ，在计算机控制下沿光 纤 轴 向作 匀速 运 动 ，平 台为 PRIOR ES1033维 微动平 台 ，移动 的精度 为 0．1 m。当一 个脉 冲作用 在纤 芯 上形 成 折射率 调 制 以后 ，光 纤 沿轴 向移 动一定 距 离 ，接 下来 的一个 脉 冲 继续 作 用 ，这 样逐 点 曝 光 可 以形 成光 栅 。