專利名稱：液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置，屬于光學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，基于受激布里淵散射的濾波放大技術(shù)受到廣泛關(guān)注，它在強(qiáng)背景場微弱光信號高靈敏探測、密波分復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)、光纖傳感、微波光子信號處理及光放大器等系統(tǒng)中有巨大應(yīng)用潛力。然而，研究中也發(fā)現(xiàn)了一些問題首先，常用非線性介質(zhì)的本征布里淵增益譜為洛倫茲線型，這勢必會造成信號的非均勻放大，從而產(chǎn)生畸變；其次，布里淵放大器能夠?qū)崿F(xiàn)窄帶光學(xué)濾波，但過窄的帶寬也會對其應(yīng)用有所限制。理想的濾波放大器應(yīng)該能根據(jù)信號光譜的形狀及帶寬適當(dāng)調(diào)節(jié)其增益譜寬，并使增益光譜頂部平坦化，實現(xiàn)低畸變?yōu)V波放大。 采用波導(dǎo)強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器串聯(lián)(見Opt. Express, vol. 16, No. 11, pp. 8026-8032)可產(chǎn)生20條多線光梳，獲得帶寬200MHz的平頂布里淵增益譜，這種方法使用了兩種調(diào)制器，裝置較復(fù)雜，增益譜頂部的強(qiáng)度波動較大，在2dB左右；僅用一個相位調(diào)制器對泵浦光調(diào)制可產(chǎn)生3條和5條等幅泵浦線(見Opt. Express, vol. 15, No. 4, pp. 1871—1877),雖然增益譜寬擴(kuò)展了，但其頂部不平，要想獲得平頂增益譜，需將泵浦光調(diào)制成20條等幅線以上，然而此時調(diào)制信號的程序設(shè)計相當(dāng)復(fù)雜，以至于難以實現(xiàn)；僅用一個強(qiáng)度調(diào)制器對泵浦光進(jìn)行調(diào)制亦可產(chǎn)生多條泵浦線(見IEEE. 2011 Academic International Symposium onOptoelectronics and Microelectronics Technology,Harbin, 2011:108-111),然而，和相位調(diào)制法類似，當(dāng)?shù)确闷志€較少時無法獲得平頂?shù)脑鲆孀V。另外，現(xiàn)有的方法及裝置都是通過改變泵浦光來控制增益譜的形狀，而本征布里淵增益譜是不可改變的，這勢必會限制其設(shè)計的靈活性。而且，目前的方法及裝置中采用的增益介質(zhì)大多是色散位移光纖或標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，由于其非線性系數(shù)較小，必須使用較高的泵浦功率或者較長的光纖進(jìn)行補(bǔ)償，長度通常為數(shù)十公里。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置中采用的色散位移光纖或標(biāo)準(zhǔn)單模光纖過長、等幅泵浦線較少時無法獲得平頂增益譜、以及本征布里淵增益譜不可改變的問題，提供液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法及
>J-U ρ α裝直。本發(fā)明所述液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法，該方法是對激光器輸出的激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制或相位調(diào)制從而獲得多譜線泵浦光，所述多譜線泵浦光輸入到液芯光纖中，在液芯光纖中形成的后向布里淵Stokes散射光的光譜即為平頂布里淵增益譜。本發(fā)明提供了兩種液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，其中—種液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，它由激光器、偏振控制器、強(qiáng)度調(diào)制器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、光纖環(huán)行器、光纖耦合器和液芯光纖組成，光纖環(huán)行器包括第一端口、第二端口和第三端口，激光器的激光輸出端連接在偏振控制器的輸入端，偏振控制器的輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器的光信號輸入端連通，信號發(fā)生器的電信號的輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器的電信號輸入端連通，直流穩(wěn)壓電源的電壓輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器的偏置電壓輸入端連通，強(qiáng)度調(diào)制器的光信號輸出端與光纖環(huán)行器的第一端口連通，光纖環(huán)行器的第二端口與光纖稱合器的輸入端連通，光纖稱合器的輸出端與液芯光纖的輸入端連通，光纖環(huán)行器的第三端口的輸出端為液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置的平頂布里淵增益譜的輸出端。本發(fā)明提供的另一種液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，它 由激光器、偏振控制器、信號發(fā)生器、光纖環(huán)行器、光纖耦合器、液芯光纖和相位調(diào)制器組成，光纖環(huán)行器包括第一端口、第二端口和第三端口，激光器的輸出端連接在偏振控制器的輸入端，偏振控制器的輸出端與相位調(diào)制器的光信號輸入端連通，信號發(fā)生器的電信號的輸出端與相位調(diào)制器的電信號輸入端連通，相位調(diào)制器的光信號輸出端與光纖環(huán)行器的第一端口連通，光纖環(huán)行器的第二端口與光纖耦合器的輸入端連通，光纖耦合器的輸出端與液芯光纖的輸入端連通，光纖環(huán)行器的第三端口的輸出端為液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置的平頂布里淵增益譜的輸出端。本發(fā)明選用充以兩種非線性系數(shù)高的液體的液芯光纖為增益介質(zhì)，從而簡化泵浦光調(diào)制的設(shè)計，突破以往只能通過調(diào)制泵浦光來改變布里淵增益譜的局限性；綜合液體介質(zhì)的非線性系數(shù)高和光纖的操作靈活、體積小等優(yōu)勢，在相同泵浦功率下，光纖長度從數(shù)十公里減少到100米以內(nèi)，產(chǎn)生平頂布里淵增益譜的方法及裝置更為簡單，更具有實用性；根據(jù)實際應(yīng)用靈活選擇芯液材料，液芯光纖的工作波長范圍寬。


圖I為具體實施方式
四的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為具體實施方式
五的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為具體實施方式
一中泵浦強(qiáng)度調(diào)制獲得的雙等幅線泵浦光及相應(yīng)的平頂布里淵增益譜的示意圖，圖4為具體實施方式
一中泵浦強(qiáng)度調(diào)制獲得的3條非等幅線泵浦光及相應(yīng)的平頂布里淵增益譜的示意圖，圖5為具體實施方式
一中泵浦相位調(diào)制獲得的5條非等幅線泵浦光及相應(yīng)的平頂布里淵增益譜的示意圖，圖6為具體實施方式
八中CS2AXl4混合介質(zhì)液芯光纖的本征布里淵增益帶寬隨CS2體積分?jǐn)?shù)的變化而改變曲線示意圖，圖7為具體實施方式
一中的不同本征布里淵增益譜帶寬時的平頂布里淵增益譜的示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖2至圖7具體說明本實施方式。本實施方式所述液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法，該方法是對激光器輸出的激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制或相位調(diào)制從而獲得多譜線泵浦光，所述多譜線泵浦光輸入到液芯光纖中，在液芯光纖中形成的后向布里淵Stokes散射光的光譜即為平頂布里淵增益譜。采用模擬的方法驗證本具體實施方式
所述方法，理論分析如下
設(shè)輸入光波的電場強(qiáng)度為
權(quán)利要求
1.液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法，其特征在于，該方法是對激光器輸出的激光進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制或相位調(diào)制從而獲得多譜線泵浦光，所述多譜線泵浦光輸入到液芯光纖中，在液芯光纖中形成的后向布里淵StOkes散射光的光譜即為平頂布里淵增益譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法，其特征在于，所述液芯光纖米用充以CS2和CCl4混合介質(zhì)的液芯光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法，其特征在于，通過改變液芯光纖中的CS2Axi4混合介質(zhì)的混合比，實現(xiàn)調(diào)整獲得的平頂布里淵增益譜的帶寬變化范圍從50MH至1GHz。
4.液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，其特征是，它由激光器(1)、偏振控制器(2)、強(qiáng)度調(diào)制器(3)、信號發(fā)生器(4)、直流穩(wěn)壓電源(5)、光纖環(huán)行器(6)、光纖I禹合器(X)和液芯光纖(8)組成,光纖環(huán)行器(6)包括第一端口(6-1)、第二端口(6-2)和第三端口(6-3),激光器(I)的激光輸出端連接在偏振控制器(2)的輸入端,偏振控制器(2)的輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器(3)的光信號輸入端連通，信號發(fā)生器(4)的電信號的輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器(3)的電信號輸入端連通，直流穩(wěn)壓電源(5)的電源輸出端與強(qiáng)度調(diào)制器(3)的電源輸入端連通，強(qiáng)度調(diào)制器(3)的光信號輸出端與光纖環(huán)行器￠)的第一端口(6-1)連通，光纖環(huán)行器￠)的第二端口(6-2)與光纖耦合器(7)的輸入端連通，光纖耦合器(7)的輸出端與液芯光纖(8)的輸入端連通，光纖環(huán)行器(6)的第三端口(6-3)的輸出端為液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置的平頂布里淵增益譜的輸出端。
5.液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，其特征是，它由激光器(I)、偏振控制器(2)、信號發(fā)生器(4)、光纖環(huán)行器￠)、光纖耦合器(7)、液芯光纖(8)和相位調(diào)制器(10)組成，光纖環(huán)行器(6)包括第一端口 ￠-1)、第二端口(6-2)和第三端口(6-3),激光器(I)的輸出端連接在偏振控制器(2)的輸入端,偏振控制器(2)的輸出端與相位調(diào)制器(10)的光信號輸入端連通，信號發(fā)生器(4)的電信號的輸出端與相位調(diào)制器(10)的電信號輸入端連通，相位調(diào)制器(10)的光信號輸出端與光纖環(huán)行器(6)的第一端口(6-1)連通，光纖環(huán)行器￠)的第二端口(6-2)與光纖耦合器(7)的輸入端連通，光纖耦合器(X)的輸出端與液芯光纖⑶的輸入端連通，光纖環(huán)行器(6)的第三端口(6-3)的輸出端為液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置的平頂布里淵增益譜的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，其特征在于，激光器(I)采用線寬為IKHz 1MHz，波長為500nnT2000nm的激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的裝置，其特征在于，液芯光纖(8)的長度選取TlOOm之間、內(nèi)徑選取2 μ πΓ Ο μ m之間的液芯光纖。
全文摘要
液芯光纖中基于泵浦調(diào)制獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置，涉及獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置，它為了解決現(xiàn)有方法及裝置中采用的色散位移光纖或標(biāo)準(zhǔn)單模光纖過長、等幅泵浦線較少時無法獲得平頂增益譜、以及本征布里淵增益譜不可改變的問題。方法是對激光器輸出的激光調(diào)制獲得多譜線泵浦光，所述多譜線泵浦光輸入到液芯光纖中，在液芯光纖中的后向布里淵散射光的光譜即平頂布里淵增益譜。一種裝置它由激光器、偏振控制器、強(qiáng)度調(diào)制器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、光纖環(huán)行器、光纖耦合器和液芯光纖組成；另一種裝置它由信號發(fā)生器、光纖環(huán)行器、光纖耦合器、液芯光纖和相位調(diào)制器組成。適用于獲得平頂布里淵增益譜的方法及裝置。
文檔編號H01S3/20GK102820613SQ201210327338
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者高瑋, 畢雅鳳, 劉勝男, 孫培敬, 張洪英, 熊燕玲 申請人:哈爾濱理工大學(xué)