一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光孤子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子發(fā)生器。其結(jié)構(gòu)有1×2光耦合器(1)、1×N光開關(guān)(2)、光纖組(3)、1×N光耦合器(4)、可飽和吸收體(5)、光隔離器(6)、摻鉺光纖(7)、光波分復用器(8)、泵浦光源(9)和偏振控制器(10)，本發(fā)明能夠在同一個被動鎖模摻鉺光纖激光器系統(tǒng)中，得到基態(tài)光孤子脈沖、耗散孤子脈沖兩種類型的光孤子以及這兩種光脈沖的束縛態(tài)多孤子等多種類型的光孤子，性能穩(wěn)定，重復性好。
【專利說明】一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光孤子通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近幾年光通信技術(shù)的迅速發(fā)展，各國科研人員一直在努力尋找合適的光纖通信信息載體，光孤子脈沖由于能夠在光纖中保形傳輸，決定了它在通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，因此可以產(chǎn)生光孤子脈沖的被動鎖模摻鉺光纖激光器系統(tǒng)也得到了研究人員的重點關(guān)注。被動鎖模摻鉺光纖激光器系統(tǒng)產(chǎn)生光孤子脈沖是諧振腔中增益、損耗、非線性及色散等因素共同作用的結(jié)果。
[0003]如果被動鎖模摻鉺光纖激光器系統(tǒng)諧振腔內(nèi)總的群速度色散為負數(shù)時，會在激光器系統(tǒng)的輸出端產(chǎn)生一種雙曲正割形基態(tài)光孤子脈沖，基態(tài)光孤子脈沖的優(yōu)點是脈寬窄、瞬時功率高，缺點是單脈沖能量小，平均功率低。如果被動鎖模摻鉺光纖激光器系統(tǒng)諧振腔的總?cè)核俣壬檎龜?shù)時，會在激光器的系統(tǒng)輸出端產(chǎn)生一種耗散孤子脈沖，耗散孤子脈沖的優(yōu)點是脈寬較寬、瞬時功率高，且單脈沖能量高、平均功率高。耗散孤子脈沖、基態(tài)光孤子脈沖以及這兩種光孤子臨界區(qū)域內(nèi)的孤子演化特性是目前被動鎖模摻鉺光纖激光器的研究熱點，目前世界各國科研人員都在進行相關(guān)的研究。
[0004]以往的研究中要想產(chǎn)生多種類型的光孤子需要搭建不同的系統(tǒng)來實現(xiàn)。由于光纖系統(tǒng)中的光器件即使型號相同，參數(shù)也不可能完全一致，所以在兩套光孤子系統(tǒng)產(chǎn)生中就不可能在完全相同的條件下研究耗散孤子脈沖、基態(tài)光孤子脈沖的特性，而且如果光系統(tǒng)改變，實驗也不具有重復性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有光孤子產(chǎn)生系統(tǒng)只能產(chǎn)生單一類型的光孤子，實驗結(jié)果重復性差的缺點，提供一種能產(chǎn)生多種類型光孤子的穩(wěn)定的光孤子產(chǎn)生裝置，這種裝置具有在不改變光路結(jié)構(gòu)的情況下實現(xiàn)多種類型光孤子間的方便切換的優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決:
[0007]—種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器，其特征在于，I XN光開關(guān)2的公共輸入端通過光纖與I X 2光f禹合器I的70%輸出端相連,I XN光開關(guān)2的N個輸出端分別通過光纖組3中的N條不同的光纖與I XN光耦合器4的N個輸入端相連，所述的光纖組3是由N條長度不同的光纖構(gòu)成的，I XN光耦合器4的公共輸出端與可飽和吸收體5的一端相連，可飽和吸收體5的另一端和光隔離器6的光輸入端相連,光隔離器6的光輸出端通過摻鉺光纖7與光波分復用器8的公共端相連，光波分復用器8的980nm端與泵浦光源9的輸出端相連，光波分復用器8的1550nm端與偏振控制器10的一端相連,偏振控制器10的另一端與IX2光f禹合器I的公共輸入端相連,1X2光f禹合器I的30%輸出端作為總輸出端；所述的N是2?16的整數(shù)。[0008]各元件可以使用現(xiàn)有商業(yè)產(chǎn)品。
[0009]所述的泵浦光源9優(yōu)選980nm激光光源。
[0010]所述的光纖組3中各光纖的長度優(yōu)選4m~12m ;所述的摻鉺光纖7的長度優(yōu)選3m。
[0011]本發(fā)明的光路分為兩部分:
[0012]第一路光給摻鉺光纖提供能級躍遷的能量，這路光的傳播方向在圖1中是逆時針的，由泵浦光源9發(fā)出。泵浦光源9連接到光波分復用器8的980nm端，將泵浦光源發(fā)出的激光引入到激光器的光纖諧振腔內(nèi)(也就是圖1中所示的環(huán)路中)。光波分復用器8的公共端連接到摻鉺光纖7，讓摻鉺光纖吸收到泵浦源發(fā)出的激光能量，使其中的鉺離子從低能級躍遷到高能級。摻鉺光纖7連接到光隔離器6，光隔離器6允許光通過的方向是圖1中的順時針方向，因此在光隔離器6的位置，第一路光被從光纖諧振腔中隔離掉了，以免影響另一路激光的運行。
[0013]第二路光在圖1所示的被動鎖模摻鉺光纖激光器光纖諧振腔中順時針循環(huán)運行，在自相位調(diào)制和群速度色散的共同作用下形成光孤子脈沖輸出。第二路光產(chǎn)生于摻鉺光纖7中的鉺離子因自發(fā)或受激由不穩(wěn)定的高能級躍遷到低能級時所釋放的能量。摻鉺光纖7連接到光波分復用器8的公共端，光波分復用器8的作用是使第一路光和第二路光互不影響，這樣第二路光可從光波分復用器8的1550nm端輸出。光波分復用器8的1550nm端連接到偏振控制器10的一端,偏振控制器10的另一端與1X2光稱合器I的公共輸入端相連，1X2光I禹合器I將第二路光分成兩部分，一部分光孤子在其30%輸出端輸出，另一部分光孤子繼續(xù)在激光器的光纖諧振腔內(nèi)循環(huán)。1X2光耦合器I的70%輸出端連接到IXN光開關(guān)2的公共輸入端，I XN光開關(guān)2的N個輸出端分別連接光纖組3中的N條不同光纖上，這樣利用I XN光開關(guān)2可以選擇激光經(jīng)過光纖組3中哪一路光纖繼續(xù)在激光器的光纖諧振腔中進行循環(huán)。光纖組3中的N條光纖通過IXN光纖耦合器4合為一路連接到可飽和吸收體5的一端，可飽和吸收體5能夠使光脈沖產(chǎn)生窄化。可飽和吸收體5的另一端連接到光隔離器6，由此形成一個閉合的光回路，使第二路光在這個回路中不斷循環(huán)，最終在本發(fā)明的總輸出端(即1X2光I禹合器的30%輸出端)產(chǎn)生光孤子脈沖。
[0014]本發(fā)明在光纖諧振腔中的各段光纖滿足不同條件時，可產(chǎn)生耗散孤子脈沖、基態(tài)光孤子脈沖以及這兩種光脈沖的束縛態(tài)多孤子等多種類型的光孤子。設(shè)摻鉺光纖I的長度為Lgain、其二階色散系數(shù)為// ;光纖組3中被選中連入光纖諧振腔的普
通單模光纖長度為Lsmf、其二階色散系數(shù)為。則光纖諧振腔的總二階色散系數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器，其特征在于，IXN光開關(guān)(2)的公共輸入端通過光纖與1X2光f禹合器(I)的70%輸出端相連,I XN光開關(guān)(2)的N個輸出端分別通過光纖組(3)中的N條不同的光纖與IXN光耦合器(4)的N個輸入端相連，所述的光纖組(3)是由N條長度不同的光纖構(gòu)成的，IXN光耦合器(4)的公共輸出端與可飽和吸收體(5)的一端相連，可飽和吸收體(5)的另一端和光隔離器(6)的光輸入端相連，光隔離器出)的光輸出端通過摻鉺光纖(7)與光波分復用器(8)的公共端相連，光波分復用器(8)的980nm端與泵浦光源(9)的輸出端相連,光波分復用器⑶的1550nm端與偏振控制器(10)的一端相連,偏振控制器(10)的另一端與1X2光稱合器(I)的公共輸入端相連，1X2光耦合器⑴的30%輸出端作為總輸出端；所述的N是2?16的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器，其特征在于，所述的泵浦光源(9)是980nm激光光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種摻鉺光纖激光器構(gòu)成的光孤子脈沖發(fā)生器，其特征在于，所述的光纖組⑶中各光纖的長度為4m?12m ;所述的摻鉺光纖(7)的長度為3m。
【文檔編號】H04B10/508GK104038289SQ201410250720
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月7日
【發(fā)明者】高博, 吳戈, 田小建, 于思瑤 申請人:吉林大學