[發明專利]一種偏振相關輸出的多波長和被動鎖模光纖激光器

無效

• 申請號: 200910114902.7
• 申請日: 2009-02-03
• 公開（公告）號: CN101483307A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 張祖興;聶義友;葉志清;桑明煌
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/106
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術鄰域

本發明涉及激光和光通信領域，特別是提供了一種偏振相關輸出的多波長和被動鎖模光 纖激光器。

背景技術

光源技術是光通信技術中的關鍵技術之一，目前商用的光纖通信系統中主要采用半導體 激光器作為光源。和半導體激光器相比，光纖激光器具有許多優良的特性：光纖到光纖的耦 合技術成熟，可以有更高的耦合效率和穩定性；光纖具有相當多的可調參數和選擇性，因此 可以獲得的激光譜線相當多；同時光纖基質有很寬的熒光譜，插入適當的濾波器可以得到很 寬的可調諧范圍和很好的單色性。因此光纖激光器十分適合應用于波分復用(WDM)和時分復 用(OTDM)光通信系統。目前研究應用于光通信系統中的光纖激光器主要有：超連續光源， 多波長光源和鎖模脈沖光源。多波長光纖激光器和鎖模光纖激光器在光纖通信系統中潛在的 應用價值得到了人們的廣泛關注，特別是在1550nm這個窗口，摻鉺光纖激光器伴隨著摻鉺光 纖放大技術的成熟得到了很大的發展。以光纖作增益介質的光纖激光器閾值低、波長可調諧， 是目前光通信領域的新興技術，它可以用于現有的通信系統，使之支持更高的傳輸速度，勢 必成為未來高速率密集波分復用系統和時分復用系統的基礎。另外，多波長光纖激光器和鎖 模光纖激光器不僅可以用作未來光纖通信系統理想光源，而且在光傳感、探測診斷、非線性 光學、生物醫學、軍事等眾多領域有著廣闊的應用前景。

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 且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， 非常適合于密集光波分復用光纖通信系統。多波長光纖激光器不僅廣泛應用于光通訊光源， 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 而是光纖激光器研究的熱點之一。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，關鍵在于設法抑制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。實現多波長光纖激光器有多種方法，將摻鉺光纖浸泡在 液氮(77K)中來抑制其均勻加寬機制可以實現多波長摻鉺光纖激光器，但這種方法有很大局限 性，不能工作在室溫下。至今已經提出了多種方法來使得光纖激光器能在室溫下產生穩定多 波長：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激光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。

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。