[發明專利]有理數諧波鎖模方法

無效

• 申請號: 01113433.X
• 申請日: 2001-06-14
• 公開（公告）號: CN1392640A
• 公開（公告）日: 2003-01-22
• 發明（設計）人: 樓憲法;王林
• 申請（專利權）人: 樓憲法;王林
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098
• 代理公司: 上海市華天成律師事務所
• 代理人: 丁紀鐵

一種用于光纖通信系統中，特別在摻鉺光纖激光器中對產生高重復頻率光脈沖的調制方法中的有理數諧波鎖模方法。

目前，對光纖通信，其高重復頻率超短光脈沖產生技術是實現光纖通信系統超高速大容量傳輸的核心技術，特別在鎖模摻鉺光纖環形激光器，如何從該激光器中產生優質高重復率超短光脈沖的獲取方法，是當今，該領域工程技術人員研究之首要課題。

本發明人的發明目的是利用有理數諧波鎖模技術應用在激光器中，使激光器產生高重復頻率的光脈沖，這是本發明人唯一發明目的。

本發明的技術方案是通過在主動鎖模摻鉺光纖環形激光器中加入一個對脈沖具有壓縮整形功能非線性光學環形鏡(NOLM)來構成一個附腔，由此構成一個主、被動鎖模光纖激光器，利用非線性光學環形鏡所具有的飽合吸收體功能，抑制了4階RHML中較大的幅度噪聲，并在調制器的驅動頻率改變一個較小的有理數失諧量，就可使輸出脈沖的重復頻率成倍改變，克服了AHML-EDFL輸出最高頻率受調制器和驅動電源上限制截止頻率限制的不足。

為了詳細的對本發明技術方案進行說明，參照附圖說明如下：

圖1為本發明有理數諧波鎖模方法主動鎖模摻鉺光纖環形激光器結構示意圖；

圖2為本發明有理數諧波鎖模方法主、被動聯合鎖模摻鉺光纖激光器結構示意圖；

圖3為本發明有理數諧波鎖模方法諧波鎖模(HML)激光放大器與有理數諧波鎖模(RHML)激光放大器脈沖序列圖；

圖4為本發明有理數諧波鎖模方法產生的4階RHML脈沖序列圖；

圖5為本發明有理數諧波鎖模方法NOLM的非線性透射特性圖。

首先，本發明人對有理數諧波鎖模方法的實施，從理論上進行敘述如下：調制頻率與輸出脈沖重復頻率的關系，當調制頻率f_m滿足下式(1.1)時，f_m＝[m±1/n]f_bsc，如實現RHML運轉，即所得到輸出脈沖的重復頻率f_P與調制頻率f_m關系(1.2)為f_p^±＝n?f_m＝(mn±1)f_bsc，從式(1.1)和(1.2)中的f_bsc為諧振腔的縱模間隔，m和n均為正整數，其中n為鎖模階數等式右邊第二項取“+”號還是取“-”號應與(1)式一致，其方法是利用了NOLM的飽合吸收體功能來抑制高階RHML中較大的幅度噪聲，并使用非線性光學環形鏡在鎖模摻鉺光纖激光器中的作用，通過分析我們可以得到NOLM出射場的表達式如下：由該式得到如圖5所示的NOLM輸出光功率隨輸入光功率變化的關系曲線，該圖表明NOLM對輸入光波具有非線性調制特性，當P_IN＜P₁時，NOLM可等效為一個飽合吸收體，而當P₁＜P_IN≤P₂時，透射光強將隨入射光強的增大而減小直至為零，這時NOLM是一個飽合透射體，請參照附圖3、圖4，將其二各相比較，可以清楚的看到在1GHZ量級的調制頻率下，從APHM-EDFL中獲得了重復頻率為5.1GHZ幅度相當穩定的4階鎖模脈沖序列。圖2為本發明有理數諧波鎖模技術主、被動聯合鎖模摻鉺光纖激光器結構示意圖，是通過在主動鎖模摻鉺光纖環形激光器中加入一個對脈沖具有壓縮整形功能非線性光學環形鏡(NOLM)構成一個附腔，形成一個主、被動鎖模光纖激光器，該實驗是在較短腔長(26m)的主動鎖模摻鉺光纖環形激光器進行調制頻率為1GHZ量級，實驗證明各階有理數諧波不僅在腔內設置有光學濾波器的腔構中存在，而且在未加光學濾波器的極簡單腔構中也存在，并獲得2-4階的可調范圍為±2KHZ，優于10⁵可調諧范圍。

綜上所述，通過利用有理數諧波鎖模技術僅對調制器的驅動頻率改變一較小的量(有理數失諧量)就可使輸出脈沖的重復頻率成倍改變，克服了AHML-EDFL輸出最高頻率受調制器和驅動電源上限截止頻率限制的不足，是獲得高重復頻率光脈沖的一種經濟、簡單易行的方法。