專利名稱：一種全光纖激光器及光纖通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖通信領(lǐng)域，尤其涉及一種全光纖激光器及光纖通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光纖激光器是一種以光纖作為基質(zhì)，摻入某些稀土元素粒子作為工作物質(zhì) 的激光器，它用半導(dǎo)體激光器作為泵浦光源，通常將光纖兩端面做成構(gòu)成共振 腔的反射鏡，泵浦光直接從光纖的一端芯面進(jìn)入，從光纖的另一端芯面輸出激 光。與傳統(tǒng)的固體或者氣體激光器相比，光纖激光器是一種小型器件，可以直 接連接到普通光纖上，具有插入損耗小、工作物質(zhì)長、高增益、耐久性的優(yōu)點(diǎn)。 在光纖激光器的應(yīng)用中，輸出光波的濾波、波長調(diào)諧、以及高增益性都是 很重要的技術(shù)指標(biāo)，然而現(xiàn)有的光纖激光器分別采用不同的元器件以實(shí)現(xiàn)濾波 以及波長調(diào)諧的功能，增加了激光器系統(tǒng)的插入損耗，降低了系統(tǒng)的有效增益， 并且使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于高度集成，同時對于激光器系統(tǒng)中光波傳輸過 程中引入的色散沒有改善。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種全光纖激光器，旨在解決現(xiàn)有的光纖激光 器采用不同的元器件分別實(shí)現(xiàn)波長調(diào)諧、濾波的功能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、 不利于集成的問題。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種全光纖激光器，包括依次連接的半導(dǎo)體激
光器、波分復(fù)用器、有源光纖、調(diào)節(jié)單元以及光纖隔離器，所述調(diào)節(jié)單元包括 第一光纖耦合器，其輸入端連接至所述有源光纖的輸出端，將所述有源光纖輸出的光信號耦合后輸出；
光纖光柵，其表面附著有壓電陶究，其輸入端連接至所述第一光纖耦合器 的第 一輸出端，將所述第 一光纖耦合器輸出的光信號進(jìn)行色散補(bǔ)償后反射輸出；
第一偏振控制器，其輸入端連接至所述第一光纖耦合器的第二輸出端，控 制所述光纖光柵的透射光通過所述第一偏振控制器后的偏振態(tài)；
第二光纖耦合器，其第一輸入端連接至所述光纖光柵的輸出端，其第二輸 入端連接至所述第一偏振控制器的輸出端，將所述光纖光柵輸出的光信號與所 述第 一偏振控制器輸出的光信號進(jìn)行耦合后輸出給所述光纖隔離器。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種采用上述全光纖激光器的光纖通信系統(tǒng)。
本實(shí)用新型提供的全光纖激光器，將波長調(diào)諧、濾波、色散補(bǔ)償以及提高 增益的功能由同一個調(diào)節(jié)單元來完成，使得全光纖激光器的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、 便于集成。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全光纖激光器，將波長調(diào)諧、濾波、色散補(bǔ)償以 及提高增益的功能由同一個調(diào)節(jié)單元來完成，使得全光纖激光器的結(jié)構(gòu)筒單、 成本j氏、 <更于集成。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全光纖激光器主要應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中，其結(jié) 構(gòu)如圖1所示，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。
全光纖激光器包括依次連接的半導(dǎo)體激光器1、波分復(fù)用器2、有源光纖4、 調(diào)節(jié)單元5以及光纖隔離器6,其中，調(diào)節(jié)單元5進(jìn)一步包括第一光纖耦合 器51、光纖光柵52、壓電陶乾53、第一偏振控制器54以及第二光纖耦合器55; 第一光纖耦合器51的輸入端連接至有源光纖4的輸出端，將有源光纖4輸出的 光信號耦合后輸出；光纖光柵52的表面附著有壓電陶瓷53,其輸入端連接至 第一光纖耦合器51的第一輸出端，將第一光纖耦合器51輸出的光信號進(jìn)行色 散補(bǔ)償后反射輸出；第一偏振控制器54的輸入端連接至第一光纖耦合器51的 第二輸出端，控制光纖光柵52的透射光通過第一偏振控制器54后的偏振態(tài)； 第二光纖耦合器55的第一輸入端連接至光纖光柵52的輸出端，其第二輸入端 連接至第一偏振控制器54的輸出端，將光纖光柵52輸出的光信號與第一偏振 控制器54輸出的光信號進(jìn)行耦合后輸出給光纖隔離器6。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，全光纖激光器還包括第二偏振控制器3, 可以連接至系統(tǒng)主環(huán)路的任意兩個節(jié)點(diǎn)之間，即連接至波分復(fù)用器2與有源光 纖4之間，或連接至有源光纖4與調(diào)節(jié)單元5之間，或連接至調(diào)節(jié)單元5與光 纖隔離器6之間，或連接至光纖隔離器6與波分復(fù)用器2之間。本實(shí)用新型實(shí) 施例中以第二偏振控制器3連接至波分復(fù)用器2與有源光纖4之間為例進(jìn)行說 明。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，光纖光柵52為啁啾光纖光柵，通過啁啾光纖光柵 的濾波作用和色散補(bǔ)償作用，可以實(shí)現(xiàn)光纖光柵52中心波長的濾波輸出和相應(yīng) 波長的色散補(bǔ)償。對于光纖光柵52而言，當(dāng)其纖芯折射率變化周期小于lum 時，即當(dāng)光纖光柵52為短周期光纖光柵時，光纖光柵52能將與折射率變化周 期相應(yīng)的特定波長(即中心波長)的光波逆向反射回去，此時光纖光柵相當(dāng)于 一個光濾波器。當(dāng)光纖光柵的折射率變化周期沿光纖軸向緩慢變化時，光纖光 柵為啁啾光纖光柵。由于光脈沖在傳輸過程中高頻分量位于脈沖前沿，低頻分 量位于脈沖后沿，因此在傳輸過程中，光脈沖會加寬，引起波長色散，而引入
5啁啾光纖光柵后，由于不同頻率的光經(jīng)過啁啾光柵時被反射的位置各不相同， 可以使光脈沖的高頻分量獲得比低頻分量更大的延時，從而使光脈沖被重新壓 窄，相當(dāng)于色散補(bǔ)償作用。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，壓電陶瓷53粘結(jié)于啁啾光纖光柵上，通過 給壓電陶瓷53施加梳狀脈沖電壓，從而改變啁啾光纖光柵的周期，使其中心波 長發(fā)生漂移，實(shí)現(xiàn)全光纖激光器輸出波長的調(diào)諧。因?yàn)楣饫w光柵52在受壓的時 候，其中心波長向短波長方向移動，利用這一特點(diǎn)，在光纖光柵上加一壓電陶 瓷53可實(shí)現(xiàn)光纖光柵輸出波長的連續(xù)可調(diào)，即實(shí)現(xiàn)了全光纖激光器的輸出波長 調(diào)諧。
同時，光纖光柵52與第一偏振控制器54構(gòu)成一個小型環(huán)路，降低系統(tǒng)的 插入損耗，大大提高系統(tǒng)的增益。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，全光纖激光器中的半導(dǎo)體激光器1 、波分復(fù)用器2、 第二偏振控制器3、有源光纖4、調(diào)節(jié)單元5以及光纖隔離器6均通過跳線與法 蘭盤相互連4妄，實(shí)現(xiàn)了整個系統(tǒng)的全光纖化。
其中，有源光纖4可以為稀土摻雜光纖，染料摻雜光纖或者其他具有相應(yīng) 能級結(jié)構(gòu)的摻雜光纖；有源光纖4的長度可以從幾厘米到幾米甚至是幾十米， 具體的長度根據(jù)光纖摻雜濃度的大小而定。全光纖激光器中的光纖以及跳線為 對應(yīng)于工作波長的單模光纖。半導(dǎo)體激光器1的輸出波長根據(jù)有源光纖4中的 工作物質(zhì)的特性而定；波分復(fù)用器2對工作波長和泵浦波長的隔離度要求在 15dB以上；光纖隔離器6的插入損耗要求小于0.3dB，隔離度大于30dB,回波 損耗大于60dB;光纖光柵52的帶寬要求小于lnm;壓電陶乾53根據(jù)具體要求 選擇相應(yīng)的頻率響應(yīng)特性；笫一偏振控制器54以及第二偏振控制器3均選用三 耳機(jī)械式偏振控制器；第一光纖耦合器51以及第二光纖耦合器55均為3dB耦 合器。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，半導(dǎo)體激光器1的輸出波長為980nm， 有源光纖4采用稀土摻雜光纖作為工作物質(zhì)，其長度為50m;環(huán)路中其它光纖 以及跳線采用外徑為125um的單模標(biāo)準(zhǔn)光纖；波分復(fù)用器2采用隔離度為20dB的980nm/1550nm的波分復(fù)用器；偏振控制器54和3采用三耳機(jī)械式偏振控制 器；光纖耦合器51和55采用3dB耦合器，光纖隔離器6的工作波長范圍為 0.5um—1.8um;光纖光柵52的中心波長為1550nm,反射率為99%，帶寬為lnm。
現(xiàn)結(jié)合圖l描述本實(shí)用新型提供的全光纖激光器的工作原理，詳述如下。
半導(dǎo)體激光器1發(fā)出激光，經(jīng)過波分復(fù)用器2無損耦合進(jìn)入偏振控制器3， 然后進(jìn)入有源光纖4后產(chǎn)生波長為系統(tǒng)要求的工作波長的激光，光波通過光纖 耦合器51的耦合進(jìn)入光纖光柵52，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的濾波和色散補(bǔ)償，通過在與光 纖光柵52相接的壓電陶瓷53上施加梳狀脈沖電壓來改變光纖光柵52的周期， 從而實(shí)現(xiàn)激光輸出端的輸出光波的波長持續(xù)可調(diào)；當(dāng)光波通過光纖耦合器51 分別耦合進(jìn)入光纖光柵52和第一偏振控制器54時，調(diào)節(jié)偏振控制器54，使得 通過偏振控制器54的光波包含兩種偏振態(tài)的光，與光纖光柵52的中心波長相 同的光波部分是一種偏振態(tài)，而其余的光波部分是另外一種偏振態(tài)，且與光纖 光柵52的中心波長相同的光波部分所屬的偏振態(tài)與光纖光柵的透射光的偏振 態(tài)相同。同時，使光纖耦合器55的兩個輸入端的光程差為半波長的奇數(shù)倍，那 么處于中心波長的光波可以在環(huán)形腔中再次利用，而非中心波長的光波則干涉 相消，這樣，就相應(yīng)地降低了系統(tǒng)中的插入損耗，提高了系統(tǒng)的增益，同時由 于非中心波長的光干涉相消，避免了系統(tǒng)中非中心波長的光對輸出光波的干擾。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的全光纖激光器，將波長調(diào)諧、濾波、色散補(bǔ)償以 及提高增益的功能由同一個調(diào)節(jié)單元來完成，4吏得全光纖激光器的結(jié)構(gòu)簡單、 成本低、4更于集成。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種全光纖激光器，包括依次連接的半導(dǎo)體激光器、波分復(fù)用器、有源光纖、調(diào)節(jié)單元以及光纖隔離器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)單元包括第一光纖耦合器，其輸入端連接至所述有源光纖的輸出端，將所述有源光纖輸出的光信號耦合后輸出；光纖光柵，其表面附著有壓電陶瓷，其輸入端連接至所述第一光纖耦合器的第一輸出端，將所述第一光纖耦合器輸出的光信號進(jìn)行色散補(bǔ)償后反射輸出；第一偏振控制器，其輸入端連接至所述第一光纖耦合器的第二輸出端，控制所述光纖光柵的透射光通過所述第一偏振控制器后的偏振態(tài)；第二光纖耦合器，其第一輸入端連接至所述光纖光柵的輸出端，其第二輸入端連接至所述第一偏振控制器的輸出端，將所述光纖光柵輸出的光信號與所述第一偏振控制器輸出的光信號進(jìn)行耦合后輸出給所述光纖隔離器。
2、 如權(quán)利要求1所述的全光纖激光器，其特征在于，所述全光纖激光器還 包括第二偏振控制器，連接至所述波分復(fù)用器與所述有源光纖之間。
3、 如權(quán)利要求1所述的全光纖激光器，其特征在于，所述第二光纖耦合器 的兩個輸入端的光信號的光程差為半波長的奇數(shù)倍。
4、 如權(quán)利要求1所述的全光纖激光器，其特征在于，所述光纖光柵為啁啾 光纖光對冊。
5、 如權(quán)利要求4所述的全光纖激光器，其特征在于，所述壓電陶瓷粘結(jié)于 所述啁啾光纖光柵上。
6、 一種光纖通信系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖通信系統(tǒng)包括權(quán)利要求1 至5任一項(xiàng)所述的全光纖激光器。
專利摘要本實(shí)用新型適用于光纖通信領(lǐng)域，提供了一種全光纖激光器，包括依次連接的半導(dǎo)體激光器、波分復(fù)用器、有源光纖、調(diào)節(jié)單元以及光纖隔離器，所述調(diào)節(jié)單元包括第一光纖耦合器、光纖光柵、壓電陶瓷、第一偏振控制器以及第二光纖耦合器。本實(shí)用新型提供的全光纖激光器，將波長調(diào)諧、濾波、色散補(bǔ)償以及提高增益的功能由同一個調(diào)節(jié)單元來完成，使得全光纖激光器的結(jié)構(gòu)簡單、成本低、便于集成。
文檔編號H01S3/067GK201294324SQ20082009615
公開日2009年8月19日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者高春軒 申請人:比亞迪股份有限公司