[發明專利]一種8字形多波長光纖激光器

無效

• 申請號: 200910114901.2
• 申請日: 2009-02-03
• 公開（公告）號: CN101546886A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 張祖興;葉志清;況慶強;桑明煌;聶義友
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光通信和光纖激光器領域，特別是提供了一種8字形多波長光纖激光器。

背景技術

多波長激光器可以同時為現代光波分復用(WDM)通信系統提供所需多個信道光源，使光發射端的設計更為緊湊、經濟，因而在密集波分復用(DWDM)系統中有著很重要的應用價值。而多波長光纖激光器具有線寬窄，輸出功率高，穩定性好，易于與光纖通信系統兼容等優點，非常適合于密集波分復用通信系統。多波長光纖激光器不僅廣泛地應用到光通訊光源，而且在光傳感，光器件的性能測試和材料的色散測試等很多領域都具有廣闊的應用前景，因而受到廣泛關注。室溫穩定的多波長光纖激光器中最關鍵的技術是如何有效抑制摻雜光纖的均勻增益展寬效應。常溫下鋁硅玻璃摻鉺光纖的均勻展寬線寬約為11nm，鍺硅玻璃摻鉺光纖的均勻線寬約為3～4nm。研究表明，當多波長激光器的輸出波長間隔小于增益光纖的均勻展寬線寬時，不可避免地存在嚴重的模式競爭和模式跳變。要提高多波長光纖激光器的工作性能，獲得穩定的多波長激光振蕩，關鍵在于設法削弱增益光纖的均勻展寬效應，以及由此引起的交叉增益飽和效應。

國際上從1988年開始對多波長光纖激光器進行研究，并于1992年由美國的N.Park等首次實現了基于單一增益介質的6個波長輸出的摻鉺光纖激光，波長間隔為4.8nm。之后，在此領域涌現了大量的研究工作，不斷地促進對多波長光纖激光器機理的理解和性能的改善。目前實現多波長光纖激光器有多種方法，主要的方法是將摻鉺光纖(EDF)浸泡在液氮中冷卻來抑制其均勻加寬機制，這種方法不能工作在室溫下，因此其應用受到極大限制。為了能使光纖激光器在室溫下也能產生多波長輸出，可以采取的方法有：超連續譜的縱模切割，通過頻移反饋來阻止激光器的單模振蕩，利用非線性光纖中的四波混頻效應來產生自穩定的多波長，將具有非均勻增益特性的半導體光放大器或拉曼放大器插入到光纖激光器中，和采用級聯的受激布里淵散射實現布里淵多波長摻鉺光纖激光器。

另一方面，為了實現多波長輸出通常需要在激光腔內插入周期性的多波長濾波器，比如波長固定的Fabry-Pérot濾波器、波長可調諧的啁啾光纖光柵或取樣光柵和雙折射光纖環形鏡等。相比這些濾波器還有另外一種相對簡單的濾波器，即Lyot雙折射光纖濾波器，它結構簡單，只由一個起偏器和一段高雙折射光纖即可組成。而且它的波長間隔可以通過選擇合適的雙折射光纖長度來改變，它的波長可以通過改變偏振來精密調諧。本文提出和展示了一種實現室溫下多波長光纖激光器的新方法，利用對稱非線性光纖環鏡的強度相關非均勻傳輸抑制均勻加寬增益介質摻鉺光纖中的模式競爭，實驗中采用了在線型的雙折射光纖濾波器，它是一種新型的周期性梳狀濾波器。

本發明提出一種新型結構的“8”字形多波長光纖激光器，利用非線性光纖環鏡的強度相關非均勻損耗能有效地抑制均勻加寬增益介質摻鉺光纖中的模式競爭，使得“8”字形光纖在室溫下產生多波長激光輸出。

發明內容

本發明的目的在于提供一種“8”字形多波長環形光纖激光器，可應用于波分復用光纖通信系統中?！?”字形多波長環形光纖激光器由一個分光比為50∶50的3dB耦合器把一個非線性光纖環鏡和一個單向環形激光腔連接起來。在左邊的單向激光振蕩腔中，有一段作為增益介質的摻鉺光纖，一個波分復用器把980nm的泵浦激光耦合進摻鉺光纖，一個偏振相關隔離器(保證了激光腔的單向工作，并有起偏器的作用，還有一個偏振控制器，一個分光比為10/90的耦合器，它的10％端口用于輸出光信號，90％光信號繼續在腔內循環。這里提出的激光器與其他類似激光器的不同是在左邊單向環形激光腔內有一段保偏光纖，保偏光纖和偏振相關隔離器一起就組成了一個等效的雙折射光纖梳狀濾波器，它是一種新型的在線性周期梳狀濾波器。在對稱非線性光纖環鏡中，有一卷長單模光纖，還有兩個偏振控制器分別用來調節反向傳輸的兩光束進入單模光纖時的初始偏振態。

由于反向傳輸的兩束光初始偏振態不同，受非線性偏振旋轉作用它們在非線性光纖環鏡中運行一圈積累的非線性相移量不同。對稱非線性光纖環鏡的傳輸函數可以表示為