專利名稱：一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及光纖激光器，具體是一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器。
背景技術(shù)：
[0002]多波長激光源在光傳感、光譜光學(xué)、微波光子信號處理，以及高容量波分復(fù)用通信系統(tǒng)等方面都具有很重要的應(yīng)用價值。光纖激光器在產(chǎn)生多波長方面顯示出其獨有的優(yōu)勢，包括大增益、高飽和能量、和相對較低的噪音系數(shù)。然而，由于均勻加寬介質(zhì)摻鉺光纖中的強(qiáng)模式競爭，抑制了常溫下?lián)姐s光纖激光器中穩(wěn)定多波長激光的產(chǎn)生，為了能在常溫下產(chǎn)生多波長光纖激光器，解決此問題的方法包括將摻鉺光纖浸入液氮中，采用插入頻移器的激光腔，在重疊光纖激光腔中使用偏振燒孔效應(yīng)，在非線性光纖環(huán)內(nèi)采用四波混頻，在激光器中使布里淵增益和摻鉺光纖增益相結(jié)合的辦法等。[0003]其中，多波長布里淵摻鉺光纖激光器是一種基于受激布里淵散射(SBS)的多波長激光器，能產(chǎn)生較大數(shù)量激光波長的有效途徑，其波長間隔由光纖布里淵頻移而決定的，與其它的多波長激光器相比，它具有波長間隔穩(wěn)定、線寬窄和結(jié)構(gòu)簡單等特點，在光纖傳感以及密集波分復(fù)用技術(shù)等方面有著很廣泛的應(yīng)用前景。增益是由摻鉺光纖的線性增益以及光纖中受激布里淵散射非線性增益的綜合，利用低閾值的受激布里淵散射非線性增益可以有效地抑制摻鉺光纖的均勻加寬機(jī)制，通過多級布里淵散射級聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)有著固有波長間隔的布里淵多波長激光輸出。常見的布里淵摻鉺光纖激光器的結(jié)構(gòu)主要有兩類線性腔和環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，線性腔需要高反射率腔鏡或光纖環(huán)來實現(xiàn)反饋，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且穩(wěn)定性不高；布里淵光纖環(huán)形激光器是一種線寬極窄的高相干光源，具有頻率穩(wěn)定、增益方向性敏感等優(yōu)點， 在溫度傳感器、窄帶放大器、相干光學(xué)通訊等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。[0004]目前，多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器的波長間隔一般約為11GHz，很少有其他波長間隔，這嚴(yán)重制約了多波長光纖激光器的應(yīng)用范圍。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型提出一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，由摻鉺光纖放大器(EDFA)提供線性增益，由單模光纖中的SBS提供非線性增益，通過級聯(lián)效應(yīng)使只有奇數(shù)階的斯托克斯(Stokes)布里淵信號光輸出，實現(xiàn)波長間隔為22GHz的多波長激光輸出。[0006]本實用新型包括第一光纖環(huán)形器4、第一光耦合器5、單模光纖6、第二光纖環(huán)形器7、偏振控制器8、第二光隔離器9、EDFA光放大器10、第二光耦合器11構(gòu)成的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)和DFB激光器1、可調(diào)諧光衰減器2、第一光隔離器3，其中第一光耦合器和第一光纖環(huán)形器構(gòu)成的“倒S”結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了布里淵級聯(lián)效應(yīng)。DFB激光器出射的光經(jīng)過可調(diào)諧光衰減器和第一光隔離器后經(jīng)第一光纖環(huán)形器進(jìn)入單模光纖，產(chǎn)生受激布里淵散射光，光頻率較入射光下移約11GHz，散射回來的背向一階Mokes光信號經(jīng)EDFA放大，通過第二光耦合器后一部分光直接輸出，另一部分光信號通過第二光隔離器和偏振控制器，經(jīng)第二光纖環(huán)形器逆時針進(jìn)入單模光纖產(chǎn)生背向布里淵散射，散射光信號頻移再次下移約11GHz，順時針的二階Mokes光信號經(jīng)第二光環(huán)形器和第一光耦合器再次進(jìn)入單模光纖產(chǎn)生逆時針的三階 Stokes光，Stokes光信號經(jīng)過EDFA放大后一部分通過光耦合器直接輸出，另一部分進(jìn)入光路循環(huán)，重復(fù)上述過程，可以在第二光耦合器輸出一、三、五等奇數(shù)階WMokes信號光，在光譜儀中可觀測到波長為22GHz的多波長激光輸出，從而實現(xiàn)了間隔為22GHz的多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器。[0007]其中，“倒S”結(jié)構(gòu)由第一光耦合器和第二光纖環(huán)形器構(gòu)成，第一光耦合器的一個輸入端和第二光纖環(huán)形器的第三端口相連，用以將在腔中逆時針循環(huán)的一部分Mokes信號光重新沿順時針進(jìn)入單模光纖中，產(chǎn)生下一階沿逆時針傳輸?shù)腗okes信號光，從而產(chǎn)生多波長激光輸出。[0008]所述的光纖環(huán)形器的作用為將光循環(huán)地從第一端口傳輸?shù)降诙丝?，將第二端口的光傳輸?shù)降谌丝凇0009]所述DFB激光器1的中心波長為1550nm的C波段光源，線寬小于IMHz。[0010]所述的EDFA光放大器10的飽和輸出光功率約IOOmW,用來補(bǔ)償光纖中光的損耗及放大環(huán)路中的光信號。[0011]所述第一光耦合器5的耦合比為60 40，60%的耦合比輸出端口接第二光纖環(huán)形器7的第三端口。[0012]所述第二光耦合器11的耦合比為90 10，10%的耦合比輸出端口用于光輸出。[0013]所述的單模光纖6長度為1至10km。[0014]以上所述所有的連接介質(zhì)均為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖。[0015]本實用新型主要用于作為光通信、光傳感，波分復(fù)用中的光源，采用了摻鉺光纖放大器的線性增益和單模光纖中布里淵非線性增益相結(jié)合，在常溫下能夠得到穩(wěn)定的多波長輸出，且輸出的激光波長間隔穩(wěn)定。


[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2為本實用新型在第一光耦合器耦合比為60 40，第二光耦合器耦合比為 90 10的情況下用光譜儀測得的激光輸出光譜圖。[0018]在圖中[0019]1、DFB激光器；2、可調(diào)諧光衰減器；3、第一光隔離器；4、第一光纖環(huán)形器；5、第一光耦合器；6、單模光纖；7、第二光纖環(huán)形器；8、偏振控制器；9、第二光隔離器；10、EDFA光放大器；11、第二光耦合器具體實施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步說明。[0021]如圖1所示，本實用新型是這樣實現(xiàn)的，其特征步驟為從光源DFB激光器1發(fā)出窄線寬激光經(jīng)可調(diào)諧衰減器2及第一光隔離器3作為布里淵泵浦源，然后經(jīng)第一光環(huán)形器 4和第一光耦合器5順時針進(jìn)入單模光纖6中，在單模光纖中產(chǎn)生受激布里淵散射形成逆時針的背向Mokes信號光，其信號光頻率比入射光約小IlGHz左右，再經(jīng)光纖環(huán)形器后由4EDFA光放大器10放大布里淵Mokes信號，一部分光信號通過第二光耦合器11直接輸出， 另一部分信號通過第二光耦合器后經(jīng)第二光隔離器9、偏振控制器8和第二光纖環(huán)形器7 進(jìn)入單模光纖，產(chǎn)生背向布里淵散射，即一順時針的二階Mokes信號光，二階Mokes信號光進(jìn)入第二光纖環(huán)形器和第一光耦合器5重新順時針進(jìn)入單模光纖中，由于背向布里淵散射產(chǎn)生逆時針的三階Mokes信號光，然后通過第一光纖環(huán)形器由EDFA放大，在第二光纖耦合器輸出，重復(fù)上面這個過程，可以在第二光耦合器輸出一、三、五等奇數(shù)階WMokes信號光，在光譜儀中可觀測到波長為22GHz的多波長激光輸出?？烧{(diào)諧衰減器2的作用為改變泵浦光功率；第二光隔離器9的作用為使環(huán)形腔中的信號光只沿逆時針傳輸。
權(quán)利要求1.一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，其特征是包括DFB激光器(1)、可調(diào)諧光衰減器( 、第一光隔離器C3)、和由第一光纖環(huán)形器(4)、第一光耦合器( 、單模光纖(6)、第二光纖環(huán)形器(7)、偏振控制器(8)、第二光隔離器(9)、EDFA光放大器(10)、第二光耦合器(11)構(gòu)成的環(huán)形腔，DFB激光器(1)和可調(diào)諧光衰減器O)的輸入端相連，光衰減器的輸出端和第一光隔離器C3)輸入端相連，第一光隔離器的輸出端和第一光纖環(huán)形器的第一端口 G-1)相連，第一光纖環(huán)形器的第二端口(4- 和第一光耦合器(5)的一個輸入端相連，第一光纖環(huán)形器的第三端口(4- 和光放大器EDFA(Il)的輸入端相連，第一光耦合器的輸出端和單模光纖(6)的一端相連，單模光纖的另一端和第二光纖環(huán)形器的第二端口(7- 相連，光纖環(huán)形器第三端口(7- 和第一光耦合器的另一個輸入端相連，第二光纖環(huán)形器的第一端口(7-1)和偏振控制器(8)的輸入端相連，偏振控制器的輸出端和第二光隔離器(9)輸出端相連，第二光隔離器的輸入端和第三光耦合器(11)的一個輸出端相連，第三光纖耦合器的輸入端和EDFA的輸出端相連，第三光耦合器的另一個輸出端為整個裝置的輸出端口，與光譜儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，其特征在于，所述第一光耦合器5和第二光纖環(huán)形器7構(gòu)成“倒S”結(jié)構(gòu)，由第一光耦合器的一個輸入端和第二光纖環(huán)形器第三端口相連，產(chǎn)生布里淵級聯(lián)效應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，其特征在于，所述DFB激光器1的中心波長為1550nm的C波段光源，線寬小于IMHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，其特征在于，所述第一光耦合器5的耦合比為60 40，60%的耦合比輸出端口接第二光纖環(huán)形器7 的第三端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，其特征在于，所述第二光耦合器11的耦合比為90 10，10%的耦合比輸出端口用于光輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種22GHz間隔多波長布里淵環(huán)形腔光纖激光器，包括第一光纖環(huán)形器4、第一光耦合器5、單模光纖6、第二光纖環(huán)形器7、偏振控制器8、第二光隔離器9、EDFA10、第二光耦合器11構(gòu)成的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)和DFB激光器1、可調(diào)諧光衰減器2、第一光隔離器3，其中第一光耦合器的一個輸入端和第二光纖環(huán)形器的第三端口相連構(gòu)成“倒S”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)布里淵級聯(lián)效應(yīng)。在腔中逆時針傳輸?shù)囊浑AStokes光信號經(jīng)過第二光纖環(huán)形器7進(jìn)入單模光纖，產(chǎn)生二階背向散射的Stokes光信號，經(jīng)第二光纖環(huán)形器和第一光耦合器后順時針再次進(jìn)入單模光纖，產(chǎn)生逆時針傳播的三階Stokes光信號，經(jīng)EDFA提供的增益介質(zhì)放大后一部分由第二光耦合器直接輸出，一部分再次進(jìn)入循環(huán)光路，從而使此裝置只有奇數(shù)階的Stokes光輸出，得到波長間隔為22GHz的多波長激光輸出。本實用新型多波長布里淵光纖激光器結(jié)構(gòu)簡單，波長間隔穩(wěn)定。
文檔編號H01S3/067GK202333431SQ20112048607
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者屠于夢, 李小瑞, 王劍鋒, 金永興, 龔華平 申請人:中國計量學(xué)院