專利名稱：L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光信息技術領域，具體涉及一種基于摻鉺鉍光纖的L波段布里淵多波長寬帶可調(diào)諧線形腔光纖激光器。
背景技術：
多波長光纖激光器因具有效率高、閾值低、可調(diào)諧、緊湊小巧、與傳輸光纖兼容性好等優(yōu)點，在密集波分復用系統(tǒng)(DWDM)中有著重要的應用，在高精度光譜分析、光傳感技術、光器件檢測等諸多技術領域中具有潛在的應用前景。多波長光纖激光器大多在摻鉺光纖激光器基礎上米用梳狀濾波器，形成多波長諧振，梳狀濾波器的缺點是寬帶可調(diào)諧性差、穩(wěn)定性不高、實現(xiàn)窄線寬輸出工藝復雜等，限制了多波長光纖激光器的應用。 受激布里淵散射過程可以看成是一個泵浦光子的湮滅，同時產(chǎn)生一個斯托克斯光子和一個聲頻聲子?；诓祭餃Y散射的摻鉺光纖激光器結合了摻鉺光纖的線性增益和受激布里淵散射的非線性增益，是室溫下產(chǎn)生多波長輸出的有效方法，其線寬窄、輸出穩(wěn)定、可調(diào)諧范圍大，是未來多波長光纖激光器技術的發(fā)展方向，具有廣闊的應用前景。由于布里淵泵浦光功率的限制，需采用摻鉺光纖放大以滿足多級閾值條件而產(chǎn)生更多的斯托克斯光，而更長的摻鉺光纖才能具有足夠的吸收實現(xiàn)L波段的信號增益，增加了腔內(nèi)的光損耗，也制約了可調(diào)諧性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中多波長光纖激光器寬帶可調(diào)諧性差、穩(wěn)定性不高、實現(xiàn)窄線寬輸出工藝復雜等問題，針對L波段多波長布里淵光纖激光器的結構特點，提出了一種基于一段長度較短的摻鉺鉍光纖的L波段寬帶可調(diào)諧多波長布里淵光纖激光器。本發(fā)明采取以下技術方案L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，包括可調(diào)諧布里淵泵浦、輸入耦合器、環(huán)行器、波分復用器、1480 nm泵浦激光器、摻鉺鉍光纖、單模光纖、輸出耦合器；可調(diào)諧布里淵泵浦通過輸入耦合器的端口 a進入線形腔光纖激光器，輸入耦合器的端口 b與環(huán)行器的端口 d連接，環(huán)行器的端口 f與輸入耦合器的端口 c連接，環(huán)行器的端口 e與波分復用器的端口 g連接，1480 nm泵浦激光器通過波分復用器的端口 h進入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過波分復用器的端口 i耦合進摻鉺鉍光纖產(chǎn)生L波段高增益，摻鉺鉍光纖與單模光纖連接，被摻鉺鉍光纖放大了的布里淵泵浦光在單模光纖中產(chǎn)生反向傳輸?shù)乃雇锌怂构?，單模光纖再與輸出耦合器的端口 j連接，輸出耦合器的端口 k和端口 I采用光纖連接，輸出耦合器的端口 m作為光輸出。所述可調(diào)諧布里淵泵浦的波長調(diào)諧范圍1520-1630 nm。所述輸入稱合器的端口 a分光為50%,端口 c的分光為50%。所述波分復用器為1480/1590 nm波分復用器,端口 g為1590 nm光輸入,端口 h為1480 nm光輸入。
所述的摻鉺鉍光纖為50 Cm，纖芯折射率為2. 03，包層折射率為2. 02，在1530 nm處的峰值吸收為219 dB/m，增益帶寬78 nm。所述摻鉺鉍光纖與單模光纖的連接采用毛細管連接。所述單模光纖的長度為10 km。所述輸出耦合器的第端口 j為60%端口，端口 m為40%端口。輸出多波長數(shù)為11個，波長間隔O. 088 nm。多波長輸出可調(diào)諧范圍1555 nm至1620 nm,可調(diào)諧帶寬為65 nm。本發(fā)明的有益效果是在技術方案中米用兩個稱合器和一個環(huán)行器作為輸入輸出，能夠較好地將光信號反饋回單模光纖中而不斷的產(chǎn)生受激布里淵散射；采用摻鉺鉍光纖不斷的放大光信號而達到高階斯托克斯光閾值；利用摻鉺鉍光纖和單模光纖共同作為增益介質(zhì)；并通過調(diào)諧布里淵泵浦輸入光波長實現(xiàn)可調(diào)諧多波長激光輸出。本發(fā)明采用高摻鉺的短鉍光纖作為增益介質(zhì)，能夠有效的減少光纖長度，提高L波段光增益和增益范圍。本發(fā)明采用摻鉺鉍光纖和單模光纖共同作為增益介質(zhì)，通過調(diào)諧布里淵泵浦波長實現(xiàn)L波段65 nm寬帶輸出，相比現(xiàn)有的L波段多波長輸出的激光器，其激光輸出更穩(wěn)定、波長可調(diào)諧范圍更寬，使基于布里淵散射的L波段寬帶可調(diào)摻鉺鉍光纖激光器在密集波分復用光通信系統(tǒng)、分布式光纖傳感領域的潛力更大，可適用的范圍更廣泛。本發(fā)明激光器的結 構簡單、成本低、易與光纖系統(tǒng)集成、輸出L波段、波長可寬帶調(diào)諧、線寬窄、激光輸出的穩(wěn)定性好，其特別適用于光通信、光傳感等技術領域。


圖1為本發(fā)明L波段寬帶可調(diào)多波長光纖激光器的結構示意圖。圖2為本發(fā)明實施例L波段多波長激光輸出的光譜圖。圖3為本發(fā)明實施例L波段多波長激光寬帶可調(diào)諧輸出的光譜圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明實施例作詳細說明。如圖1所示，L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，包括可調(diào)諧布里淵泵浦1、輸入率禹合器2、環(huán)行器3、波分復用器4、1480 nm泵浦激光器5、摻鉺秘光纖6、單模光纖7、輸出率禹合器8 ;可調(diào)諧布里淵泵浦I通過輸入耦合器2的端口 a進入線形腔光纖激光器，輸入耦合器2的端口 b與環(huán)行器3的端口 d連接，環(huán)行器3的端口 f與輸入耦合器2的端口 c連接，環(huán)行器3的端口 e與波分復用器4的端口 g連接，1480 nm泵浦激光器5通過波分復用器4的端口 h進入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過波分復用器4的端口 i耦合進摻鉺鉍光纖6產(chǎn)生L波段高增益，摻鉺鉍光纖6與單模光纖7連接，布里淵泵浦光在單模光纖7中產(chǎn)生反向傳輸?shù)乃雇锌怂构猓瑔文９饫w7再與輸出耦合器8的端口 j連接，輸出耦合器8的端口 k和端口 I采用光纖連接，輸出耦合器8的端口 m作為光輸出?？烧{(diào)諧布里淵泵浦I的波長調(diào)諧范圍1520-1630 nm。輸入I禹合器2的端口 a分光為50%,端口 c的分光為50%。波分復用器4為1480/1590 nm波分復用器,端口 g為1590 nm光輸入,端口 h為1480 nm光輸入。摻鉺鉍光纖6為50 cm,纖芯折射率為2. 03，包層折射率為2. 02，在1530 nm處的峰值吸收為219 dB/m，增益帶寬78 nm。摻鉺鉍光纖6與單模光纖7的連接采用毛細管連接。單模光纖7的長度為10 km。 輸出耦合器8的第端口 j為60%端口，端口 m為40%端口。本發(fā)明基于摻鉺鉍光纖的L波段多波長光纖激光器，1480 nm泵浦激光器5發(fā)出的光通過1480/1590 nm波分復用器4泵浦50 cm摻鉺鉍光纖6，產(chǎn)生L波段增益寬帶光，光譜范圍1550 nm至1628 nm,帶寬78 nm ;可調(diào)諧布里淵泵浦I通過輸入耦合器2、環(huán)行器3和波分復用器4,被50 cm摻鉺秘光纖6放大,再注入10 km單模光纖7中，產(chǎn)生反向傳輸?shù)乃雇锌怂构猓雇锌怂构饨?jīng)50 cm摻鉺鉍光纖6放大，從1480/1590 nm波分復用器4端口 g輸出，通過環(huán)行器3的端口 e進入并由端口 f輸出，從輸入耦合器2的端口 c輸入并由端口 b輸出，再經(jīng)環(huán)行器3的端口 d進入并由端口 e輸出，通過1480/1590 nm波分復用器4被50 cm摻鉺秘光纖放大再注入10 km單模光纖7產(chǎn)生反向傳輸?shù)母唠A斯托克斯光；透過10 km單模光纖7的布里淵泵浦光和各階斯托克斯光經(jīng)輸出耦合器8的端口 j進入并由端口 k和端口 I輸出，再經(jīng)輸出耦合器8的端口 j和端口 m輸出，從輸出耦合器8的端口 j輸出的布里淵泵浦光和各階斯托克斯光在10 km單模光纖中產(chǎn)生更高階反向傳輸?shù)乃雇锌怂构?，這些斯托克斯光再經(jīng)輸出耦合器8的端口 j和端口 m輸出，輸出耦合器8的端口 m作為L波段多波長光纖激光器的輸出；從10 km單模光纖7透射出的被輸出I禹合器8反射回諧振腔中的布里淵泵浦光和各階斯托克斯光再通過50 cm摻鉺鉍光纖6、1480/1590 nm波分復用器4，被環(huán)行器3和輸入耦合器2反射回諧振腔中，被放大后再次作為泵浦光。開啟可調(diào)諧布里淵泵浦I及1480 nm泵浦激光器5，調(diào)節(jié)可調(diào)諧布里淵泵浦I及1480 nm泵浦激光器5的輸出功率，控制激光器輸出功率。10 km單模光纖7，在可調(diào)諧布里淵泵浦I的作用下產(chǎn)生斯托克斯光，在1480 nm泵浦激光器5的作用下，其功率滿足產(chǎn)生多波長激光所需的增益。為了盡可能的減少損耗，摻鉺鉍光纖6與1480/1590 nm波分復用器4的端口 i連接、摻鉺鉍光纖6與單模光纖7的連接采用毛細管連接，腔內(nèi)其它各個器件的連接點直接熔接在一起。調(diào)節(jié)可調(diào)諧布里淵泵浦I的輸出波長，使產(chǎn)生的高階斯托克斯光波長在L波段可調(diào)諧。如圖2所示，通過上述布里淵泵浦過程，光信號不斷的被反射和放大，滿足更高階斯托克斯光的閾值條件而產(chǎn)生高階斯托克斯光，直到光功率不能滿足斯托克斯光閾值條件為止，布里淵泵浦光最大注入功率15. 85 mW，在輸出耦合器8的端口 m共獲得最多11階斯托克斯光，波長間隔O. 088 nm。如圖3所示，調(diào)節(jié)布里淵泵浦光波長，可以調(diào)諧多波長輸出范圍，多波長輸出可調(diào)諧范圍1555 nm至1620 nm,可調(diào)諧帶寬為65 nm。本發(fā)明L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光輸出的過程1、根據(jù)所需要獲取的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器的輸出波長范圍，選用對應增益范圍的摻鉺鉍光纖，并根據(jù)光纖摻雜濃度和泵浦源功率確定摻鉺鉍光纖長度。 2、選擇工作波長范圍覆蓋需要獲取的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器的輸出波長范圍的波分復用器、光環(huán)行器和光稱合器。
3、開啟可調(diào)光源和泵浦源，調(diào)節(jié)可調(diào)光源和泵浦源輸出功率，調(diào)節(jié)可調(diào)光源的輸出波長，L波段多波長激光器實現(xiàn)寬帶可調(diào)諧輸出。本發(fā)明可以得到L波段寬帶可調(diào)諧的多波長激光輸出，其通過可調(diào)光源的輸出波長調(diào)節(jié)多波長激光輸出，隨著各種光電器件的不斷發(fā)展，將會得到更穩(wěn)定的輸出，并且其應用也將更加廣泛。以上對本發(fā)明的所述實施例及原理進行了詳細說明，對本領域的普通技術人員而言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在具體實施方式
上會有改變之處，而這些改變也應視為本發(fā)明的保護 范圍。
權利要求
1.L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征是，包括可調(diào)諧布里淵泵浦(I)、輸入耦合器(2)、環(huán)行器(3)、波分復用器(4)、1480 nm泵浦激光器(5)、摻鉺鉍光纖(6)、單模光纖(7)、輸出耦合器(8);可調(diào)諧布里淵泵浦(I)通過輸入耦合器(2)的端口 a進入線形腔光纖激光器，輸入耦合器(2)的端口 b與環(huán)行器(3)的端口 d連接，環(huán)行器(3)的端口 f 與輸入耦合器(2)的端口 c連接，環(huán)行器(3)的端口 e與波分復用器(4)的端口 g連接，1480nm泵浦激光器(5)通過波分復用器(4)的端口 h進入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過波分復用器(4)的端口 i耦合進摻鉺鉍光纖(6)產(chǎn)生L波段高增益，摻鉺鉍光纖(6)與單模光纖(7)連接，布里淵泵浦光在單模光纖(7)中產(chǎn)生反向傳輸?shù)乃雇锌怂构猓瑔文９饫w(7)再與輸出耦合器(8)的端口 j連接，輸出耦合器(8)的端口 k和端口 I米用光纖連接，輸出I禹合器(8)的端口 m作為光輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，可調(diào)諧布里淵泵浦(I)的波長調(diào)諧范圍1520-1630 nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述輸入耦合器(2)的端口 a分光為50%，端口 c的分光為50%。
4.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述波分復用器(4)為1480/1590 nm波分復用器，端口 g為1590 nm光輸入，端口 h為1480 nm光輸入。
5.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述摻鉺鉍光纖(6)為50 cm，纖芯折射率為2. 03，包層折射率為2. 02，在1530 nm處的峰值吸收為219 dB/m，增益帶寬 78 nm。
6.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述摻鉺鉍光纖(6)與單模光纖(7)的連接采用毛細管連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述單模光纖(7)的長度為10 km。
8.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，所述輸出耦合器(8 )的第端口 j為60%端口，端口 m為40%端口。
9.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，輸出多波長數(shù)為11個，波長間隔0. 088 nm。
10.根據(jù)權利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，其特征在于，多波長輸出可調(diào)諧范圍1555 nm至1620 nm,可調(diào)諧帶寬為65 nm。
全文摘要
L波段寬帶可調(diào)諧多波長光纖激光器，屬于光信息技術領域，該技術方案可調(diào)諧布里淵泵浦通過輸入耦合器的端口a進入光纖激光器，輸入耦合器的端口b與環(huán)行器的端口d連接，環(huán)行器的端口f與輸入耦合器的端口c連接，環(huán)行器的端口e與波分復用器的端口g連接，980nm泵浦激光器通過波分復用器的端口h進入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和980nm泵浦光通過波分復用器的端口i耦合進摻鉺鉍光纖產(chǎn)生L波段高增益，摻鉺鉍光纖與單模光纖連接，被摻鉺鉍光纖放大了的布里淵泵浦光在單模光纖中產(chǎn)生反向傳輸?shù)乃雇锌怂构?，單模光纖再與輸出耦合器的端口j連接，輸出耦合器的端口k和端口l采用光纖連接，輸出耦合器的端口m作為光輸出。
文檔編號H01S3/16GK103036135SQ20121055905
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權日2012年12月20日
發(fā)明者王天樞, 張鵬, 賈青松 申請人:長春理工大學