專利名稱：基于布里淵散射的可調雙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，具體涉及一種基于布里淵散射的可調環(huán)形腔摻鉺光纖雙波長激光器。
背景技術：
隨著通信容量的增加，現(xiàn)代光纖通信正朝著信道數(shù)越來越多的方向發(fā)展。雙波長激光器相比單波長激光器，其可以降低通信系統(tǒng)的成本，優(yōu)化系統(tǒng)光發(fā)射端的設計，因而在密集波分復用系統(tǒng)(DWDM)中有著重要的應用。同時，由于室溫下穩(wěn)定、窄線寬、波長間隔可調諧的雙波長光纖激光器在光纖傳感、差分吸收激光雷達(DIAL)、光子微波等技術領域有著非常大的應用潛力，基于布里淵散射的雙波長光纖激光器也就有了重要的研究價值。傳統(tǒng)的雙波長光纖激光器大多只利用摻鉺光纖作為增益介質，由于摻鉺光纖是均勻加寬介質，在常溫下要得到多波長輸出，需要采用相應的技術來抑制均勻加寬帶來的模式競爭。SBS過程可以經典的描述為泵浦波，斯托克斯波通過聲波進行的非線性相互作用， 泵浦波通過電致伸縮產生聲波，然后引起介質折射率的周期性調制。泵浦引起的折射率光柵通過布拉格散射泵浦光，由于多普勒位移與以聲速移動的光柵有關，散射光產生頻率下移。同樣，在量子力學中，這個散射過程可以看成是一個泵浦光子的湮滅，同時產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，是室溫下產生穩(wěn)定、窄線寬的雙波長輸出的有效方法。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有雙波長激光器存在高成本、結構復雜、線寬比較寬、對于波長間隔不可調諧等缺點，本發(fā)明提出了一種基于布里淵散射的可調雙波長光纖激光器。本發(fā)明采取以下技術方案基于布里淵散射的可調雙波長光纖激光器，包括可調光源(1)、第一光耦合器0-1)、第二光耦合器0-2)、第三光耦合器0-3)、第一光環(huán)行器 (3-1)、第二光環(huán)行器(3-2)、單模光纖(4)、光隔離器(5)、光纖光柵(6)、摻鉺光纖(7)、第一波分復用器(8-1)、第二波分復用器(8-2)、泵浦源(9)，可調光源(1)與第一光耦合器 (2-1)的公共端口(a)通過光纖連接，第一光耦合器(2-1)的第一端口(b)與第一光環(huán)行器 (3-1)的第一端口(dl)通過光纖連接，第一光耦合器的第二端口(c)與第二波分復用器(8-2)的第一端口(t)通過光纖連接，第一光環(huán)行器(3-1)的第二端口(業(yè))與第二光耦合器0-2)的第一端口(h)通過光纖連接，第二光耦合器0-2)的第二端口(g)與第三光耦合器0-3)的第一端口(j)通過光纖連接，第二光耦合器0-2)的公共端口(i)與單模光纖的一個端口通過光纖連接，單模光纖(4)的另一個端口與第三光耦合器0-3) 的第二端口(k)通過光纖連接，第三光耦合器0-3)的公共端口(1)與光隔離器(5)的輸出端口通過光纖連接，光隔離器( 的輸入端口與光纖光柵(6)的一個端口通過光纖連接， 光纖光柵(6)的另一個端口與第二光環(huán)行器(3- 的第二端口(^)通過光纖連接，第二光環(huán)行器(3- 的第一端口(el)與摻鉺光纖(7)的一個端口通過光纖連接，摻鉺光纖(7)的另一個端口與第一波分復用器(8-1)的公共端口(ρ)通過光纖連接，第一波分復用器(8-1) 的第一端口(q)與第一光環(huán)行器(3-1)的第三端口(們)通過光纖連接形成環(huán)路，第一波分復用器(8-1)的第二端口(r)與泵浦源(9)通過光纖連接，第二光環(huán)行器(3-2)的第三端口(e!3)與第二波分復用器(8-2)的第二端口(s)通過光纖連接，從第二波分復用器(8-2) 的公共端口(U)得到穩(wěn)定、窄線寬、波長間隔可調的雙波長激光輸出。優(yōu)選的，第一光耦合器0-1)的第一端口為90%端口，第二端口為10%端口。優(yōu)選的，第二光耦合器0-2)的第一端口為30%端口，第二端口為70%端口。優(yōu)選的，第三光耦合器0-3)的第一端口為70%端口，第二端口為30%端口。優(yōu)選的，第一光耦合器(2-1)、第二光耦合器(2- 、第三光耦合器(2- 的工作范圍為 1530nm 至 1580nm。優(yōu)選的，摻鉺光纖(7)的增益范圍為1530nm至1570nm。本發(fā)明技術方案中，采用兩個光環(huán)行器，能夠較好地隔離摻鉺光纖處生成的自發(fā)輻射光對單模光纖和輸出的影響。本發(fā)明利用摻鉺光纖和單模光纖共同作為增益介質；并利用光纖光柵濾波器實現(xiàn)可調諧多波長激光輸出。調節(jié)可調光源的工作波長，使得任意一階斯托克斯光的波長落在光纖光柵的反射帶寬內，即可從第二光環(huán)行器的3端口得到該階反射出來的斯托克斯光，與部分可調光源輸出的光經過第二波分復用器進行波分復用，就能從第二波分復用器的公共端口獲得穩(wěn)定、窄線寬、波長間隔可調諧的雙波長激光輸出。本發(fā)明采用摻鉺光纖和單模光纖共同作為增益介質，光纖光柵作為濾波器實現(xiàn)雙波長輸出，相比現(xiàn)有的雙波長輸出的激光器，其激光輸出線寬更窄、更穩(wěn)定、且波長間隔可調諧，這使得基于布里淵散射的可調環(huán)形腔摻鉺光纖雙波長激光器在光子微波領域的潛力更大，可適用的范圍更廣泛。本發(fā)明激光器的結構簡單、成本低、易于光纖系統(tǒng)集成、波長間隔可調諧、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、光生微波信號源等技術領域。


圖1為本發(fā)明可調雙波長光纖激光器的結構示意圖。圖2(a) ,2(b) ,2(c) ,2(d) ,2(e) ,2(f) ,2(g) ,2(h)、2(i)、2(j)、2(k) ,2(1)、2(m) 為本發(fā)明實施例穩(wěn)定雙波長激光輸出間隔分別為1*0. 088、2*0. 088、3*0. 088、4*0. 088、 5*0.088,6*0.088,7*0.088,8*0.088,9*0.088、10*0. 088、11*0. 088、12氺0. 088、13氺0. 088 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，基于布里淵散射的可調雙波長光纖激光器包括可調光源1、第一光耦合器2-1、第二光耦合器2-2和第三光耦合器2-3、第一光環(huán)行器3-1和第二光環(huán)行器3_2、 單模光纖4、光隔離器5、光纖光柵6、摻鉺光纖7、第一波分復用器8-1和第二波分復用器 8-2、泵浦源9，摻鉺光纖7的增益范圍為1530nm至1570nm。第一光耦合器2_1、第二光耦合器2-2和第三光耦合器2-3的工作范圍為1530nm至1580nm，第二波分復用器8-2的公共端口 u作為激光輸出端口。
可調光源1與第一光耦合器2-1的公共端口 a通過光纖連接，第一光耦合器2-1 的90%端口 b與第一光環(huán)行器3-1的dl端口通過光纖連接，第一光耦合器2-1的10%端口 c與第二波分復用器8-2的t端口通過光纖連接，第一光環(huán)行器3-1的d2端口與第二光耦合器2-2的30%端口 h通過光纖連接，第二光耦合器2-2的70%端口 g與第三光耦合器 2-3的70%端口 j通過光纖連接，第二光耦合器2-2的公共端口 i與單模光纖4的一個端口通過光纖連接，單模光纖4的另一個端口與第三光耦合器2-3的30%端口 k通過光纖連接，第三光耦合器2-3的公共端口 1與光隔離器5的輸出端口通過光纖連接，光隔離器5的輸入端口與光纖光柵6的一個端口通過光纖連接，光纖光柵6的另一個端口與第二光環(huán)行器3-2的e2端口通過光纖連接，第二光環(huán)行器3-2的el端口與摻鉺光纖7的一個端口通過光纖連接，摻鉺光纖7的另一個端口與第一波分復用器8-1的公共端口 ρ通過光纖連接， 第一波分復用器8-1的q端口與第一光環(huán)行器3-1的d3端口通過光纖連接形成環(huán)路，第一波分復用器8-1的r端口與泵浦源9通過光纖連接，第二光環(huán)行器3-2的e3端口與第二波分復用器8-2的s端口通過光纖連接，從第二波分復用器8-2的公共端口 u得到穩(wěn)定、窄線寬、波長間隔可調的雙波長激光輸出。開啟可調光源1及泵浦源9，調節(jié)可調光源1和泵浦源9的輸出功率，控制激光器輸出功率。選擇合適長度的單模光纖4和摻鉺光纖7，在可調光源1的作用下產生斯托克斯光，在泵浦源9的作用下，其長度滿足產生多波長激光所需的增益。為了盡可能的減少損耗，環(huán)形腔內各個器件的連接點直接熔接在一起。調節(jié)可調光源的輸出波長，使得所需的高階斯托克斯光波長對準光纖光柵的反射中心波長，所得的雙波長的波長間隔等于可調光源輸出波長與反射得到的高階斯托克斯光波長的波長間隔，得到穩(wěn)定可調雙波長激光輸出。 如圖2 (a)到2(m)顯示了本發(fā)明實施例穩(wěn)定雙波長激光輸出間隔分別為1*0. 088,2*0. 088、 3*0.088,4*0.088,5*0.088,6*0. 088,7*0. 088,8*0. 088,9*0. 088,10*0. 088,11*0. 088、 12*0. 088、13*0. 088 的光譜圖。本發(fā)明基于高折射光纖^gnac環(huán)級聯(lián)的摻鉺光纖多波長激光輸出的過程1、根據所需要獲取的雙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光纖，并根據環(huán)路損耗確定摻鉺光纖長度。2、選擇工作波長范圍覆蓋需要獲取的雙波長光纖激光器的輸出波長范圍的光環(huán)行器和光耦合器。3、根據所需要獲取的雙波長光纖激光器的輸出波長間隔，選用合適長度單模光纖。4、根據可調光源的的波長范圍，選擇合適的反射波長的光纖光柵。5、開啟可調光源和泵浦源，調節(jié)可調光源和泵浦源輸出功率，調節(jié)可調光源的輸出波長，雙波長激光器實現(xiàn)穩(wěn)定雙波長輸出。本發(fā)明可以得到穩(wěn)定的波長間隔可調諧的雙波長激光輸出，其通過可調光源的輸出波長調節(jié)雙波長激光輸出間隔。其雙波長的輸出功率受可調光源和泵浦的輸出光功率、 環(huán)形腔長度等控制，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)明的優(yōu)選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.基于布里淵散射的可調雙波長光纖激光器，其特征是包括可調光源(1)、第一光耦合器(2-1)、第二光耦合器(2- 、第三光耦合器(2- 、第一光環(huán)行器(3-1)、第二光環(huán)行器 (3-2)、單模光纖(4)、光隔離器( 、光纖光柵(6)、摻鉺光纖(7)、第一波分復用器(8-1)、第二波分復用器(8-2)、泵浦源(9)，可調光源(1)與第一光耦合器的公共端口(a)通過光纖連接，第一光耦合器的第一端口(b)與第一光環(huán)行器(3-1)的第一端口(dl) 通過光纖連接，第一光耦合器的第二端口(c)與第二波分復用器(8-2)的第一端口 (t)通過光纖連接，第一光環(huán)行器(3-1)的第二端口(業(yè))與第二光耦合器0-2)的第一端口(h)通過光纖連接，第二光耦合器0-2)的第二端口(g)與第三光耦合器0-3)的第一端口(j)通過光纖連接，第二光耦合器0-2)的公共端口(i)與單模光纖(4)的一個端口通過光纖連接，單模光纖的另一個端口與第三光耦合器0-3)的第二端口(k)通過光纖連接，第三光耦合器(2- 的公共端口(1)與光隔離器( 的輸出端口通過光纖連接，光隔離器(5)的輸入端口與光纖光柵(6)的一個端口通過光纖連接，光纖光柵(6)的另一個端口與第二光環(huán)行器(3- 的第二端口(^)通過光纖連接，第二光環(huán)行器(3- 的第一端口(el)與摻鉺光纖(7)的一個端口通過光纖連接，摻鉺光纖(7)的另一個端口與第一波分復用器(8-1)的公共端口(ρ)通過光纖連接，第一波分復用器(8-1)的第一端口(q)與第一光環(huán)行器(3-1)的第三端口(們)通過光纖連接形成環(huán)路，第一波分復用器(8-1)的第二端口(r)與泵浦源(9)通過光纖連接，第二光環(huán)行器(3-2)的第三端口(e!3)與第二波分復用器(8-2)的第二端口(s)通過光纖連接，從第二波分復用器(8-2)的公共端口(u)得到波長間隔可調的雙波長激光輸出。
2.如權利要求1所述的可調雙波長光纖激光器，其特征在于所述第一光耦合器的第一端口為90%端口，第二端口為10%端口。
3.如權利要求1所述的可調雙波長光纖激光器，其特征在于所述第二光耦合器0-2) 的第一端口為30%端口，第二端口為70%端口。
4.如權利要求1所述的可調雙波長光纖激光器，其特征在于所述第三光耦合器0-3) 的第一端口為70%端口，第二端口為30%端口。
5.如權利要求1-4任一項所述的可調雙波長光纖激光器，其特征在于所述第一光耦合器0-1)、第二光耦合器0-2)、第三光耦合器0-3)的工作范圍為1530nm至1580nm。
6.如權利要求1所述的可調雙波長光纖激光器，其特征在于所述摻鉺光纖(7)的增益范圍為1530nm至1570nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于布里淵散射的可調雙波長光纖激光器，可調光源與光耦合器一a端連接，光耦合器一b、c端分別與光環(huán)行器一d1、波分復用器二t端連接，光環(huán)行器一d2端與光耦合器二h端連接，光耦合器二g端與光耦合器三j端連接，單模光纖的兩端分別與光耦合器二i、光耦合器三k端連接，光隔離器的兩端分別與光耦合器三l端、光纖光柵的一端連接，光纖光柵另一端與光環(huán)行器二e2端連接，光環(huán)行器二e1端與摻鉺光纖的一端連接，摻鉺光纖的另一端與波分復用器一p端連接，波分復用器一q端與光環(huán)行器一d3端，波分復用器一r端與泵浦源連接，光環(huán)行器二e3端與波分復用器二s端連接，波分復用器二u端輸出雙波長激光。上述全部采用光纖連接。
文檔編號H01S3/067GK102496846SQ20111041947
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者周雪芳, 梁功權, 江璐彤, 王天樞, 繆雪峰, 袁珊 申請人:杭州電子科技大學