[發明專利]寬帶可調諧多波長布里淵光纖激光器

有效

• 申請號: 201310152682.3
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103247934A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 王天樞;張鵬;賈青松
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，具體涉及一種寬帶可調諧多波長布里淵光纖激光器。

背景技術

多波長光纖激光器應用在波分復用系統（WDM）中，減少了網絡通信系統中對半導體激光器的大量需求，進一步簡化了現有WDM光纖通信網絡的復雜性，擴大了應用范圍，降低了系統應用的成本，提高了系統的可靠性。在分布式光纖傳感系統中也有廣闊的應用前景。

布里淵摻鉺光纖激光器利用光纖中的受激布里淵散射效應，能產生多階斯托克斯光，具有輸出波長多、窄線寬、可調諧、結構簡單等優點。

為了產生更多的輸出波長，就要滿足高階斯托克斯光閾值，因而布里淵光纖激光器大多采用摻鉺光纖放大器提高信號功率。基于摻鉺光纖放大的布里淵光纖激光器通過受激布里淵散射的非線性增益產生低階斯托克斯光，再經摻鉺光纖放大器提高低階斯托克斯光功率，從而產生高階斯托克斯光，信號被不斷地放大而產生更多斯托克斯光。因此，能夠寬帶調諧多波長范圍和靈活調節多波長輸出數量是布里淵多波長摻鉺光纖激光器的關鍵技術。

大多布里淵多波長光纖激光器由于缺乏有效的調節結構，只能通過可調諧波長的泵浦源對輸出多波長范圍進行調諧，不能靈活調節輸出波長數，限制了其在WDM系統中應用的靈活性。如2012年中國激光39卷第6期報道的“一種可調諧的多波長布里淵摻鉺光纖激光器”，如圖1所示，布里淵泵浦光（BP）通過WDM耦合進環形腔，經過環行器進入3dB耦合器，被分為兩部分，端口3出射的50%的BP順時針進入單模光纖（SMF），端口2出射的50%的BP經過EDFA放大后，由光環行器與光纖構成的光纖反射鏡反射再次經過EDFA放大，然后被3dB耦合器分為等功率兩部分分別從端口1和端口4出射，端口4出射的光逆時針進入SMF，端口1出射的光從環行器端口3輸出，由90/10的耦合器將光分為10%作為輸出，90%的光回到環形腔，通過環路再次進入布里淵增益腔。

布里淵增益腔中無論順時針和逆時針都有BP，當它的強度大于布里淵閾值的時候，由于SBS效應，會產生與BP方向相反的1階斯托克斯光（BS），無論是順時針還是逆時針方向的1階BS信號都會有一部分再次經過SMF，另一部分通過反射鏡或環形腔再次反饋回布里淵增益腔。由此，3dB耦合器和單模光纖構成的布里淵增益腔兩側都有泵浦光和斯托克斯光的反饋，形成雙向反饋。當1階BS信號強度滿足布里淵閾值條件的時候，它將作為BP信號激發2階BS信號。低階的BS信號激發高階的BS信號，這一過程直到新產生的BS信號不滿足布里淵閾值條件時終止，這樣就能得到等間隔多波長信號。通過可調諧布里淵泵浦光實現了11個波長的輸出，未實現波長數的任意調諧。

發明內容

本發明為了解決現有技術中布里淵多波長光纖激光器由于缺乏有效的調節結構，只能通過可調諧波長的泵浦源對輸出多波長范圍進行調諧，不能靈活調節輸出波長數的問題，提出了一種利用Sagnac環中置入摻鉺光纖放大器和偏振調節結構的寬帶可調諧多波長布里淵光纖激光器，實現多波長范圍的寬帶調諧和輸出波長數的靈活調節。

本發明采取以下技術方案：

寬帶可調諧多波長布里淵光纖激光器，可調諧布里淵泵浦與輸入/輸出環行器連接，輸入/輸出環行器與耦合器連接，輸入/輸出環行器與隔離器連接，所有輸出光經隔離器輸出；

耦合器與偏振控制器連接，偏振控制器與波分復用器連接，偏振控制器可以調諧腔內信號偏振損耗，實現對輸出信號波長數的調諧；波分復用器與摻鉺光纖連接，980nm泵浦激光器通過波分復用器進入摻鉺光纖，產生增益，作為對腔內光信號的放大，摻鉺光纖與耦合器連接；

耦合器與單模光纖連接，單模光纖與反射環行器連接，反射環行器另外兩端口連接，用來反射單模光纖中的透射光。

本發明的有益效果是：可調諧布里淵泵浦1發出的泵浦光經過輸入/輸出環行器2進入耦合器3，一部分泵浦光通過耦合器3進入摻鉺光纖6被放大，再通過波分復用器5及偏振控制器4，再次進入耦合器3且分光，一束進入單模光纖8，另一束進入摻鉺光纖6重復上述放大過程；另一部分泵浦光通過耦合器3進入單模光纖8，產生反向傳輸的斯托克斯光，反向斯托克斯光返回耦合器3且被分光，一部分斯托克斯光依次輸入/輸出環行器2及隔離器10輸出，另一部分斯托克斯光依次經偏振控制器4及波分復用器5進入摻鉺光纖6放大，再進入耦合器3且分光，一束光依次經輸入/輸出環行器2及隔離器10輸出，另一束光依次經偏振控制器4、波分復用器5反饋回摻鉺光纖6重復此處放大過程。