[實用新型]基于半導體光放大器的外注入式線性腔主動鎖模光纖激光器

無效

• 申請號: 200820222322.0
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN201298658Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 延雙毅;趙衛;謝小平
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/098
• 分類號: H01S3/098;H01S3/067
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 商宇科

技術領域

本實用新型涉及一種基于半導體光放大器的鎖模激光器，尤其涉及一種基于半導體光放大器的外注入式線性腔主動鎖模光纖激光器。

背景技術

波長可調節的高重復率超短脈沖激光器是實現超高速、大容量全光通信系統與網絡的一種關鍵技術。它在波長分割復用(WDM)、光時間分割復用(OTDM)、WDM/OTDM混合復用系統以及超高速全光信號處理方面都有著非常重要的應用價值。在實際應用中，要求超短光脈沖源具有體積小、結構簡單、重復頻率高、抖動低、通用性好、成本低和可靠性高等特點。同時如果能夠實現中心波長調節，重復頻率調節等功能，可以大大寬展激光器的應用范圍。

在高速光通信以及光信號處理等領域，在使用超短脈沖激光器時常常需要將電信號和光信號進行同步，以完成各種實際應用。主動鎖模技術能夠獲得與時鐘同步、高質量的光脈沖信號，因此在高重復率超短脈沖產生領域得到廣泛使用。

目前商用的高重復率超短脈沖激光器，按照其結構和材料可以大致分為兩種類型：一種是基于摻稀土材料光纖結構的環形腔光纖激光器，其內部有電光調制單元以實現主動鎖模；另一種是半導體集成主動鎖模激光器。環形鎖模光纖激光器具有較寬的波長調節范圍，輸出光功率較高。但是由于其腔內器件較多，腔長長，系統長期穩定性較差。為了實現穩定工作，需要復雜的激光器穩定控制裝置。半導體集成主動鎖模激光器具有體積小，工作性能穩定等優點，但是其生產工藝要求高，激光器輸出功率低，且波長調節范圍窄，同時由于半導體對于溫度的敏感，同樣需要對激光器進行精確的溫度控制。由于現有的這些主動激光器具有這些缺點，限制了其在光通信領域的應用范圍，尤其是在迅速發展的高速大容量光通信領域。另外在實際的應用中，也要求激光器能夠靈活的適應各種應用場合，因此激光器必須具有較寬的波長調節范圍，同時脈沖輸出重復率必須具有一定的調節能力。因此很有必要提供一種新型的高重復率的超短脈沖激光器。

實用新型內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種結構簡單、易于制造、腔長短、系統穩定性強、具有靈活改變光脈沖重復頻率的特性且具有C波段波長連續可調諧的功能的基于半導體光放大器的外注入式線性腔主動鎖模光纖激光器。

本實用新型的技術解決方案是：本實用新型提供了一種基于半導體光放大器的外注入式線性腔主動鎖模光纖激光器，其特殊之處在于：所述基于半導體光放大器的外注入式線性腔主動鎖模光纖激光器包括波長可調連續激光器、電光調制器、外部射頻源、耦合器、線性腔以及脈沖壓縮器；所述可調連續激光器和外部射頻源接入電光調制器；所述電光調制器接入耦合器；所述耦合器和線性腔相連；所述耦合器接入脈沖壓縮器。

上述線性腔包括第一反射器件，第一單模光纖、半導體光放大器、第二單模光纖以及第二反射器件；所述第一反射器件、第一單模光纖、半導體光放大器、第二單模光纖和第二反射器件依次連接。

上述第一單模光纖和第二單模光纖是普通單模光纖。

上述第一反射器件是光纖端面或者光纖內連接點。

上述第二反射器件是光纖端面或者鍍膜的光纖端面。

上述電光調制器是鈮酸鋰電光調制器。

上述脈沖壓縮器是色散補償光纖。

上述外部射頻源是系統時鐘源或者弦波信號發生器。

上述耦合器是環行器或者不同分光比的耦合器。

本實用新型的優點是：

1、結構簡單、易于制造。本實用新型采用了一種新型的光纖—半導體光放大器混合線性腔結構，對于系統復雜性進行了大幅度簡化，且線性腔由兩段單模光纖和一個半導體光放大器組成，通過半導體光放大器兩側光纖端面的反射，形成諧振腔，實現激光器的鎖模，使得其結構簡單，易于制造。

2、具有靈活改變光脈沖重復頻率的特性。本實用新型在外部注入信號通過耦合器的端口進入到鎖模激光器線性腔內部，由于半導體光放大器自相位調制(SPM)效應的作用，外部注入信號光譜進行了展寬。線性腔兩側反射器件形成了共振腔。通過微調腔長或者調節外部射頻信號的頻率，經過與環形腔鎖模激光器類似的鎖模過程，實現了諧波鎖模，從而實現了鎖模脈沖的輸出。其中線性腔的基頻是由線性腔的光程決定的，因此通過改變腔長，可以改變線性腔的基頻。調節外部射頻信號源的輸出頻率，實現諧波鎖模，從而實現對輸出光脈沖的重復頻率的調節。另外，在不改變線性腔腔長的情況下，調節外部射頻信號源的輸出頻率，可以在以線性腔基頻間隔上獲得不同重復頻率的激光器工作點。結合以上兩種調節方式，可以在較寬范圍內實現輸出脈沖重復頻率的連續可調。該激光器可以在5GHz到10GHz范圍內工作。