專利名稱：光纖超寬帶光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖光源，特別是涉及在光纖傳感和光纖通信中應(yīng)用的一種超寬帶光源。
背景技術(shù)：
寬帶光源在光纖陀螺，摻鉺光纖放大器的測(cè)量中得到了非常廣泛的應(yīng)用。高精度光纖陀螺，尤其在航天慣性導(dǎo)航上，對(duì)應(yīng)用光源的特性有著非常高標(biāo)準(zhǔn)的要求，即光源必須是寬頻帶，高功率，平均波長具有高穩(wěn)定性，以及能與單模光纖有效地耦合。在摻鉺光纖放大器的測(cè)試中，使用較小功率的寬帶光源和1550nm附近任意波長的激光器，能夠較簡便地精確測(cè)量摻鉺光纖放大器的小信號(hào)增益譜，避免了使用價(jià)格昂貴的多波長掃描激光器。除此之外，寬帶光源在光纖傳感，低成本接入網(wǎng)以及波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
目前商用的寬帶光源大多數(shù)為發(fā)光二極管(LED)和超發(fā)光二極管(SLED)，但是它們的壽命較短、波長穩(wěn)定性差、輸出功率低，并且由于空間相干性差，與單模光纖較難耦合，較大程度地限制了在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。光纖摻雜技術(shù)的日益成熟，以及半導(dǎo)體激光器的快速發(fā)展，為人們提供了方便可靠的光纖光源。與LED和SLED相比，摻鉺光纖中的放大自發(fā)輻射(ASE)具有溫度穩(wěn)定性好、熒光譜線寬、輸出功率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，稱之為寬帶超熒光光纖光源(SFS)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
自從二十世紀(jì)八十年代提出利用激光二極管(LD)作為泵浦源的摻鉺光纖超熒光光源以來，人們對(duì)其進(jìn)行了廣泛的理論和實(shí)驗(yàn)研究。目前SFS已經(jīng)被認(rèn)為是最有潛力的寬帶光源，多種SFS結(jié)構(gòu)已經(jīng)被相繼提出并且得到研究。在這些結(jié)構(gòu)中，單程后向結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡單并且不容易形成激光而被廣泛應(yīng)用，但是這種結(jié)構(gòu)的輸出帶寬相對(duì)較窄。近年來，隨LD功率穩(wěn)定性提高，雙程后向結(jié)構(gòu)也在實(shí)驗(yàn)上得到了實(shí)現(xiàn)。與單程結(jié)構(gòu)相比，雙程結(jié)構(gòu)需要增加反射濾波器，但是利用這種結(jié)構(gòu)能夠得到更高的輸出功率、更大的帶寬和更好的波長穩(wěn)定性。盡管如此，光纖寬帶光源的帶寬也不超過40nm。目前，利用摻鉺光纖增益位移的方法，可以把ASE源的帶寬拓展到C+L波段，帶寬達(dá)到80nm。實(shí)現(xiàn)超寬帶光纖光源的主要方法有兩種其一是單向泵浦，這種方法的缺點(diǎn)是合波耦合器的使用降低了輸出功率，平坦性也較差；另一方法是雙向泵浦，這種方法盡管能得到高效、平坦的超寬帶光源，但是由于要使用寬帶反射器、濾波器，提高了成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述幾種技術(shù)的缺陷，本新型提出如下技術(shù)方案采用雙向泵浦方式，利用光纖環(huán)形鏡反射放大自發(fā)輻射光作為摻鉺光纖的二次泵浦源，通過調(diào)節(jié)兩個(gè)半導(dǎo)體激光器的輸出功率，可以得到高效、超寬帶、平坦的光纖寬帶光源。
這種光纖超寬帶光源，它包括光纖、兩個(gè)半導(dǎo)體激光器、光隔離器、摻鉺光纖、反射器、波分復(fù)用光耦合器；其中第一個(gè)半導(dǎo)體激光器4通過第一個(gè)波分復(fù)用耦合器前向泵浦摻鉺光纖，第二個(gè)半導(dǎo)體激光器通過第二個(gè)波分復(fù)用耦合器后向泵浦摻鉺光纖；第一個(gè)波分復(fù)用器的另一端與光纖反射器相連，因此向左面?zhèn)鞑サ姆糯笞园l(fā)輻射光能被光纖反射器反射，重新進(jìn)入摻鉺光纖3，作為摻鉺光纖的二次泵浦源；第二個(gè)波分復(fù)用器的另一端與隔離器5相連，構(gòu)成寬帶光源輸出端。
反射器是利用耦合比為50∶50的耦合器構(gòu)成。
本實(shí)用新型的有益效果是具有超寬帶、高效、平坦的輸具有高的功率轉(zhuǎn)換效率、頻帶寬、平坦度好，能滿足光纖陀螺、光纖傳感和光纖通信中的應(yīng)用。


圖1是光纖超寬帶光源原理圖圖2是光纖環(huán)形鏡示意圖其中1.反射器 2.波分復(fù)用耦合器(WDM1) 3.摻鉺光纖 4.半導(dǎo)體激光器(4)5.隔離器(5)具體實(shí)施方式
光纖超寬帶光源的結(jié)構(gòu)如圖1所示1.反射鏡，2.波分復(fù)用耦合器，3.摻鉺光纖，4.半導(dǎo)體激光器，5.隔離器構(gòu)成。
它包括光纖、反射器1、波分復(fù)用光耦合器2、兩個(gè)半導(dǎo)體激光器4、摻鉺光纖3和光隔離器5；其中第一個(gè)半導(dǎo)體激光器通過第一個(gè)波分復(fù)用耦合器前向泵浦摻鉺光纖，第二個(gè)半導(dǎo)體激光器通過第二個(gè)波分復(fù)用耦合器后向泵浦摻鉺光纖；第一個(gè)波分復(fù)用器的另一端與光纖反射器相連，因此向左面?zhèn)鞑サ姆糯笞园l(fā)輻射光能被光纖反射器反射，重新進(jìn)入摻鉺光纖，作為摻鉺光纖的二次泵浦源；第二個(gè)波分復(fù)用器的另一端與隔離器相連，構(gòu)成寬帶光源輸出端。構(gòu)成。
反射器是利用耦合比為50∶50的耦合器構(gòu)成。
可以調(diào)節(jié)兩個(gè)半導(dǎo)體激光器的輸出功率，得到高效、平坦的超寬帶光源，高功率工作范圍可達(dá)85nm，平坦范圍可達(dá)65nm。
本超寬帶光源的工作溫度0～60℃，存放溫度-40～+85℃。
光纖超寬帶光源，具有超寬帶、高效、平坦的輸出特性，能滿足光纖陀螺、光纖傳感和光纖通信中的應(yīng)用。
反射鏡的結(jié)構(gòu)如圖2所示用耦合比為50∶50耦合器構(gòu)成。連接方式第一個(gè)波分復(fù)用耦合器的①端與第一個(gè)半導(dǎo)體激光器連接作為前向泵浦輸入端，②端與光纖環(huán)形鏡的任一自由端連接形成反射端，③端與摻鉺光纖連接；第二個(gè)波分復(fù)用耦合器的①端與第二個(gè)半導(dǎo)體激光器連接作為后向泵浦輸入端，②端與隔離器的輸入端連接形成反射端，③端與摻鉺光纖另一端連接。
權(quán)利要求1.一種光纖超寬帶光源，它包括光纖、半導(dǎo)體激光器、光隔離器、摻鉺光纖，其特征在于它還包括反射器(1)、波分復(fù)用光耦合器(2)；其中第一個(gè)半導(dǎo)體激光器(4)通過第一個(gè)波分復(fù)用耦合器前向泵浦摻鉺光纖，第二個(gè)半導(dǎo)體激光器通過第二個(gè)波分復(fù)用耦合器后向泵浦摻鉺光纖；第一個(gè)波分復(fù)用器的另一端與光纖反射器相連，因此向左面?zhèn)鞑サ姆糯笞园l(fā)輻射光能被光纖反射器反射，重新進(jìn)入摻鉺光纖(3)，作為摻鉺光纖的二次泵浦源；第二個(gè)波分復(fù)用器的另一端與隔離器(5)相連，構(gòu)成寬帶光源輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖超寬帶光源，其特征在于反射器是利用耦合比為50∶50的耦合器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖超寬帶光源，其特征在于本超寬帶光源的工作溫度在0～60℃范圍內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光纖光源，特別是涉及一種超寬帶光源。實(shí)現(xiàn)超寬帶光纖光源的主要方法有兩種其一是單向泵浦，缺點(diǎn)是合波耦合器的使用降低了輸出功率，平坦性也較差；另一方法是雙向泵浦，這種方法提高了成本。本新型是一種新設(shè)計(jì)，在摻鉺光纖被雙向泵浦的情況下，一端加上由耦合比為50∶50的耦合器構(gòu)成的反射器，被環(huán)型鏡反射放大自發(fā)輻射光，另一端通過光隔離器輸出，能作為摻鉺光纖的二次泵浦源，使泵浦功率得到了更充分的利用，大大提高了寬帶光源的功率轉(zhuǎn)換效率?？梢哉{(diào)節(jié)兩個(gè)半導(dǎo)體激光器的輸出功率，得到高效、平坦的超寬帶光源，光纖超寬帶光源，于具有超寬帶、高效、平坦的輸出特性，能滿足光纖陀螺、光纖傳感和光纖通信中的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02B6/42GK2676228SQ20032011229
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者袁樹忠, 劉艷格, 開桂云, 董孝義, 蒙紅云, 高偉清 申請(qǐng)人:南開大學(xué)