專利名稱：L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光信息技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于摻鉺鉍光纖的L波段布里淵多波長(zhǎng)寬帶可調(diào)諧線形腔光纖激光器。
背景技術(shù)：
多波長(zhǎng)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(diǎn)，在密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)中有著重要的應(yīng)用，在高精度光譜分析、光傳感技術(shù)、光器件檢測(cè)等諸多技術(shù)領(lǐng)域中具有潛在的應(yīng)用前景。多波長(zhǎng)光纖激光器大多在摻鉺光纖激光器基礎(chǔ)上米用梳狀濾波器，形成多波長(zhǎng)諧振，梳狀濾波器的缺點(diǎn)是寬帶可調(diào)諧性差、穩(wěn)定性不高、實(shí)現(xiàn)窄線寬輸出工藝復(fù)雜等，限制了多波長(zhǎng)光纖激光器的應(yīng)用。 受激布里淵散射過(guò)程可以看成是一個(gè)泵浦光子的湮滅，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)斯托克斯光子和一個(gè)聲頻聲子。基于布里淵散射的摻鉺光纖激光器結(jié)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(zhǎng)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(lái)多波長(zhǎng)光纖激光器技術(shù)的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)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(jí)閾值條件而產(chǎn)生更多的斯托克斯光，而更長(zhǎng)的摻鉺光纖才能具有足夠的吸收實(shí)現(xiàn)L波段的信號(hào)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(shù)中多波長(zhǎng)光纖激光器寬帶可調(diào)諧性差、穩(wěn)定性不高、實(shí)現(xiàn)窄線寬輸出工藝復(fù)雜等問(wèn)題，針對(duì)L波段多波長(zhǎng)布里淵光纖激光器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種基于一段長(zhǎng)度較短的摻鉺鉍光纖的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)布里淵光纖激光器。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(fù)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(guò)輸入耦合器的端口 a進(jìn)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(fù)用器的端口 g連接，1480 nm泵浦激光器通過(guò)波分復(fù)用器的端口 h進(jìn)入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過(guò)波分復(fù)用器的端口 i耦合進(jìn)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(zhǎng)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(fù)用器為1480/1590 nm波分復(fù)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(xì)管連接。所述單模光纖的長(zhǎng)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(zhǎng)數(shù)為11個(gè)，波長(zhǎng)間隔O. 088 nm。多波長(zhǎng)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(shù)方案中米用兩個(gè)稱合器和一個(gè)環(huán)行器作為輸入輸出，能夠較好地將光信號(hào)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(hào)而達(dá)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(guò)調(diào)諧布里淵泵浦輸入光波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)調(diào)諧布里淵泵浦波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)L波段65 nm寬帶輸出，相比現(xiàn)有的L波段多波長(zhǎng)輸出的激光器，其激光輸出更穩(wěn)定、波長(zhǎng)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(fù)用光通信系統(tǒng)、分布式光纖傳感領(lǐng)域的潛力更大，可適用的范圍更廣泛。本發(fā)明激光器的結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易與光纖系統(tǒng)集成、輸出L波段、波長(zhǎng)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(shù)領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明L波段寬帶可調(diào)多波長(zhǎng)光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例L波段多波長(zhǎng)激光輸出的光譜圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例L波段多波長(zhǎng)激光寬帶可調(diào)諧輸出的光譜圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(fù)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(guò)輸入耦合器2的端口 a進(jìn)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(fù)用器4的端口 g連接，1480 nm泵浦激光器5通過(guò)波分復(fù)用器4的端口 h進(jìn)入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過(guò)波分復(fù)用器4的端口 i耦合進(jìn)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?，單模光纖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(zhǎng)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(fù)用器4為1480/1590 nm波分復(fù)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(xì)管連接。單模光纖7的長(zhǎng)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(zhǎng)光纖激光器，1480 nm泵浦激光器5發(fā)出的光通過(guò)1480/1590 nm波分復(fù)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(guò)輸入耦合器2、環(huán)行器3和波分復(fù)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?，斯托克斯光?jīng)50 cm摻鉺鉍光纖6放大，從1480/1590 nm波分復(fù)用器4端口 g輸出，通過(guò)環(huán)行器3的端口 e進(jìn)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(jìn)入并由端口 e輸出，通過(guò)1480/1590 nm波分復(fù)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(guò)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(jìn)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(zhǎng)波段多波長(zhǎng)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(guò)50 cm摻鉺鉍光纖6、1480/1590 nm波分復(fù)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(kāi)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(zhǎng)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(fù)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(xì)管連接，腔內(nèi)其它各個(gè)器件的連接點(diǎn)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(zhǎng)，使產(chǎn)生的高階斯托克斯光波長(zhǎng)在L波段可調(diào)諧。如圖2所示，通過(guò)上述布里淵泵浦過(guò)程，光信號(hào)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(zhǎng)間隔O. 088 nm。如圖3所示，調(diào)節(jié)布里淵泵浦光波長(zhǎng)，可以調(diào)諧多波長(zhǎng)輸出范圍，多波長(zhǎng)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(zhǎng)光纖激光輸出的過(guò)程1、根據(jù)所需要獲取的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器的輸出波長(zhǎng)范圍，選用對(duì)應(yīng)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(zhǎng)度。 2、選擇工作波長(zhǎng)范圍覆蓋需要獲取的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器的輸出波長(zhǎng)范圍的波分復(fù)用器、光環(huán)行器和光稱合器。
3、開(kāi)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(zhǎng)，L波段多波長(zhǎng)激光器實(shí)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(zhǎng)激光輸出，其通過(guò)可調(diào)光源的輸出波長(zhǎng)調(diào)節(jié)多波長(zhǎng)激光輸出，隨著各種光電器件的不斷發(fā)展，將會(huì)得到更穩(wěn)定的輸出，并且其應(yīng)用也將更加廣泛。以上對(duì)本發(fā)明的所述實(shí)施例及原理進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在具體實(shí)施方式
上會(huì)有改變之處，而這些改變也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(fù)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(guò)輸入耦合器(2)的端口 a進(jìn)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(fù)用器(4)的端口 g連接，1480nm泵浦激光器(5)通過(guò)波分復(fù)用器(4)的端口 h進(jìn)入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和1480 nm泵浦光通過(guò)波分復(fù)用器(4)的端口 i耦合進(jìn)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(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于，可調(diào)諧布里淵泵浦(I)的波長(zhǎng)調(diào)諧范圍1520-1630 nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于，所述波分復(fù)用器(4)為1480/1590 nm波分復(fù)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(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(xì)管連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于，所述單模光纖(7)的長(zhǎng)度為10 km。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)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(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于，輸出多波長(zhǎng)數(shù)為11個(gè)，波長(zhǎng)間隔0. 088 nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段寬帶可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于，多波長(zhǎng)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(zhǎng)光纖激光器，屬于光信息技術(shù)領(lǐng)域，該技術(shù)方案可調(diào)諧布里淵泵浦通過(guò)輸入耦合器的端口a進(jìn)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(fù)用器的端口g連接，980nm泵浦激光器通過(guò)波分復(fù)用器的端口h進(jìn)入激光諧振腔，可調(diào)諧布里淵泵浦光和980nm泵浦光通過(guò)波分復(fù)用器的端口i耦合進(jìn)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(hào)H01S3/16GK103036135SQ20121055905
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者王天樞, 張鵬, 賈青松 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)