本发明涉及光通信，尤其涉及一种光纤激光器。
背景技术：
1、多波长光纤激光器在高速率大容量波分复用光纤通信系统、高精度光纤传感技术和光谱分析等方面呈现出广阔的应用前景和巨大的优势。实现光纤激光器多波长主要通过在激光器谐振腔中引入全光纤滤波器，如：sagnac环(也称为萨格纳克环)、马赫-增德尔干涉仪、高非线性光子晶体光纤等作为滤波元件。然而，这类滤波元件需额外接在有源粒子掺杂光纤后面，导致光纤激光器结构不紧凑，插入损耗较大，降低了激光器集成度和紧凑性。
2、多芯光纤激光器，采用有源粒子掺杂多芯光纤作为增益介质和滤波器件，结构高度集成，可实现超小型、高功率、多波长光纤激光器。然而现有的多芯光纤激光器存在加工困难，无法实现多波长输出激光，或者虽然能够实现多波长输出激光，但是插入损耗高，输出激光功率低，且无法实现多波段输出激光的问题。
技术实现思路
1、为了至少部分解决现有技术中存在的加工困难、插入损耗高、输出激光功率低，以及无法同时实现多波段多波长输出激光等技术问题而完成了本发明。
2、根据本发明的一方面，提供一种光纤激光器，包括：激光器、第一光纤束耦合器、第二光纤束耦合器、多芯光纤和光耦合器；其中，多芯光纤的两根相邻的纤芯不掺杂，剩余纤芯均掺杂有源粒子，多芯光纤的两端分别与第一光纤束耦合器和第二光纤束耦合器连接，并且第一光纤束耦合器和第二光纤束耦合器依次先将多芯光纤的若干掺杂有源粒子的纤芯串联，再串联多芯光纤的任一根不掺杂的纤芯以构成多芯光纤光路，激光器接入多芯光纤光路，光耦合器分别连接多芯光纤光路的首端和末端。
3、可选地，多芯光纤包括多根纤芯，包覆在每根纤芯之外的内包层，以及包裹于整个内包层之外的外包层；纤芯中掺杂的有源粒子包括铒、镱、钬、铥、钕或铒镱共掺。
4、可选地，任意两根相邻的掺杂有源粒子纤芯之间的芯间距da大于30μm；不掺杂的两根相邻纤芯之间的芯间距dc小于30μm；任一掺杂有源粒子的纤芯与任一不掺杂的纤芯中相邻纤芯之间的芯间距d大于30μm。
5、可选地，多芯光纤包括的多根纤芯中一根纤芯处于多芯光纤的中心轴线上，其余纤芯环绕在处于多芯光纤的中心轴线上的那根纤芯周围；不掺杂的纤芯为所述其余纤芯中任意两根相邻的纤芯。
6、可选地，第一光纤束耦合器包括由多根单芯光纤形成的第一光纤束，以及包裹第一光纤束的第一束缚层，第一光纤束包括的单芯光纤的数量比多芯光纤包括的纤芯的数量少一根，且第一光纤束包括的各单芯光纤的空间位置分别与多芯光纤包括的除一根不掺杂的纤芯以外的其余纤芯的空间位置相匹配，且每一对相匹配的纤芯相互连接；和/或，
7、第二光纤束耦合器包括由多根单芯光纤形成的第二光纤束，以及包裹第二光纤束的第二束缚层，第二光纤束包括的单芯光纤的数量比多芯光纤包括的纤芯的数量少一根，且第二光纤束包括的各单芯光纤的空间位置分别与多芯光纤包括的除一根不掺杂的纤芯以外的其余纤芯的空间位置相匹配，且每一对相匹配的纤芯相互连接。
8、可选地，光纤激光器还包括波分复用器，激光器包括第一泵浦激光器；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第一串联多芯光纤光路，第一泵浦激光器的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端与第一串联多芯光纤光路的首端连接，第一串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与波分复用器的第二输入端连接；激光输出波段位于l波段。
9、可选地，在第一串联多芯光纤光路中，波分复用器的输出端与第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤连接，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤分别与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤与光耦合器的输入端连接。
10、可选地，激光器包括第二泵浦激光器，多芯光纤上设置有包层泵浦光纤段，第二泵浦激光器通过泵浦光纤与包层泵浦光纤段连接；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第二串联多芯光纤光路，第二串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与第二串联多芯光纤光路的首端；激光输出波段位于c波段与l波段中间。
11、可选地，在第二串联多芯光纤光路中，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除悬空的单芯光纤和与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤与光耦合器的输出端连接，光耦合器的输入端与第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与第一光纤束耦合器的第一光纤束中悬空的单芯光纤对应的单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除悬空的单芯光纤和与光耦合器的输出端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤分别与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除悬空的单芯光纤和与光耦合器的输入端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接。
12、可选地，光纤激光器还包括波分复用器，激光器包括第一泵浦激光器和第二泵浦激光器，多芯光纤上设置有包层泵浦光纤段，第二泵浦激光器通过泵浦光纤与包层泵浦光纤段连接；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第三串联多芯光纤光路，第一泵浦激光器的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端与第三串联多芯光纤光路的首端连接，第三串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与波分复用器的第二输入端连接；激光输出波段位于c波段。
13、可选地，在第三串联多芯光纤光路中，波分复用器的输出端与第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤连接，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤和多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任意两根单芯光纤悬空，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与第一光纤束耦合器的第一光纤束中悬空的单芯光纤对应的单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤和悬空的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤和悬空的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤与光耦合器的输入端连接。
14、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
15、本发明提供的光纤激光器，多芯光纤的两根相邻的纤芯不掺杂，剩余纤芯均掺杂有源粒子，利用多芯光纤中的有源粒子掺杂纤芯提供增益介质，同时不掺杂有源粒子的两根相邻纤芯之间的模式耦合选频以实现多波长激光输出，无需额外选频光器件，保证了光纤激光器的低插入损耗、紧凑性与空间小体积，加工简单。利用第一光纤束耦合器和第二光纤束耦合器依次先将多芯光纤的若干掺杂有源粒子的纤芯串联，再串联多芯光纤的任一根不掺杂的纤芯以构成多芯光纤光路，其中串联的多芯光纤光路可以选择利用的有源粒子掺杂纤芯的数量，从而改变增益介质长度，实现激光输出的功率和波段调节。
16、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
1.一种光纤激光器，其特征在于，包括：激光器、第一光纤束耦合器、第二光纤束耦合器、多芯光纤和光耦合器；其中，多芯光纤的两根相邻的纤芯不掺杂，剩余纤芯均掺杂有源粒子，多芯光纤的两端分别与第一光纤束耦合器和第二光纤束耦合器连接，并且第一光纤束耦合器和第二光纤束耦合器依次先将多芯光纤的若干掺杂有源粒子的纤芯串联，再串联多芯光纤的任一根不掺杂的纤芯以构成多芯光纤光路，激光器接入多芯光纤光路，光耦合器分别连接多芯光纤光路的首端和末端。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，多芯光纤包括多根纤芯，包覆在每根纤芯之外的内包层，以及包裹于整个内包层之外的外包层；纤芯中掺杂的有源粒子包括铒、镱、钬、铥、钕或铒镱共掺。
3.根据权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于，多芯光纤包括的多根纤芯中一根纤芯处于多芯光纤的中心轴线上，其余纤芯环绕在处于多芯光纤的中心轴线上的那根纤芯周围；不掺杂的纤芯为所述其余纤芯中任意两根相邻的纤芯。
4.根据权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于，任意两根相邻的掺杂有源粒子纤芯之间的芯间距da大于30μm；不掺杂的两根相邻纤芯之间的芯间距dc小于30μm；任一掺杂有源粒子的纤芯与任一不掺杂的纤芯中相邻纤芯之间的芯间距d大于30μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的光纤激光器，其特征在于，第一光纤束耦合器包括由多根单芯光纤形成的第一光纤束，以及包裹第一光纤束的第一束缚层，第一光纤束包括的单芯光纤的数量比多芯光纤包括的纤芯的数量少一根，且第一光纤束包括的各单芯光纤的空间位置分别与多芯光纤包括的除一根不掺杂的纤芯以外的其余纤芯的空间位置相匹配，且每一对相匹配的纤芯相互连接；和/或，
6.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于，还包括波分复用器，激光器包括第一泵浦激光器；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第一串联多芯光纤光路，第一泵浦激光器的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端与第一串联多芯光纤光路的首端连接，第一串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与波分复用器的第二输入端连接；激光输出波段位于l波段。
7.根据权利要求6所述的光纤激光器，其特征在于，在第一串联多芯光纤光路中，波分复用器的输出端与第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤连接，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤分别与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤与光耦合器的输入端连接。
8.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于，激光器包括第二泵浦激光器，多芯光纤上设置有包层泵浦光纤段，第二泵浦激光器通过泵浦光纤与包层泵浦光纤段连接；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第二串联多芯光纤光路，第二串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与第二串联多芯光纤光路的首端；激光输出波段位于c波段与l波段中间。
9.根据权利要求8所述的光纤激光器，其特征在于，在第二串联多芯光纤光路中，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除悬空的单芯光纤和与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤与光耦合器的输出端连接，光耦合器的输入端与第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与第一光纤束耦合器的第一光纤束中悬空的单芯光纤对应的单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除悬空的单芯光纤和与光耦合器的输出端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤分别与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除悬空的单芯光纤和与光耦合器的输入端连接的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接。
10.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征在于，还包括波分复用器，激光器包括第一泵浦激光器和第二泵浦激光器，多芯光纤上设置有包层泵浦光纤段，第二泵浦激光器通过泵浦光纤与包层泵浦光纤段连接；第一光纤束耦合器、多芯光纤和第二光纤束耦合器构成第三串联多芯光纤光路，第一泵浦激光器的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端与第三串联多芯光纤光路的首端连接，第三串联多芯光纤光路的末端与光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端与波分复用器的第二输入端连接；激光输出波段位于c波段。
11.根据权利要求10所述的光纤激光器，其特征在于，在第三串联多芯光纤光路中，波分复用器的输出端与第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任一根单芯光纤连接，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤和多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤以外的任意两根单芯光纤悬空，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与第一光纤束耦合器的第一光纤束中悬空的单芯光纤对应的单芯光纤悬空，第一光纤束耦合器的第一光纤束中除与波分复用器的输出端连接的单芯光纤和悬空的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤与第二光纤束耦合器的第二光纤束中除与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤和悬空的单芯光纤以外的其余各根单芯光纤一一连接，第二光纤束耦合器的第二光纤束中与多芯光纤的一根不掺杂的纤芯匹配的单芯光纤与光耦合器的输入端连接。
