[發明專利]雙波長環形腔單頻光纖激光器

有效

• 申請號: 201310463957.5
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103515836A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 郭玉彬;孫鐵剛;王天樞;霍佳雨;張樂
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/17;H01S3/106;H01S3/101
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本發明涉及一種可應用于全光通信領域的光纖激光器，更具體地說，本發明涉及一種可實現雙波長單頻激光輸出的環形腔光纖激光器。

背景技術

光纖激光器是一種極具潛力的有源光纖器件，它采用全光纖結構，成品率高，成本低，而傳統的半導體激光器成品率低，成本高。光纖激光器具有結構簡單，易于實現，散熱好，波長穩定性高，輸出波長可以精確調控，與光纖耦合效率高等特點。室溫下摻鉺光纖的均勻展寬會導致雙波長光纖激光器的不同波長激光之間激烈競爭，目前通常利用具有兩個反射峰的特殊光纖光柵等濾波器件或者帶通濾波器與帶阻濾波器級聯等特殊結構來抑制激光的波長競爭，獲得雙波長激光輸出。但是在目前現有技術中，上述獲得雙波長激光輸出的方法存在制作工藝要求較高，成本較高等缺點。

通常普通的光纖激光器多運轉在多縱模狀態，相干長度短，單色性差，未經約束的多縱模激光經光電探測器后易產生拍頻噪聲，目前通常利用復合腔結構或未泵浦摻鉺光纖作為飽和吸收體來抑制激光的多縱模振蕩，獲得單頻激光輸出。但是在目前現有技術中，上述獲得單頻激光輸出的方法存在穩定性較差，結構復雜等缺點。

實現雙波長光纖激光器的核心在于克服室溫下摻鉺光纖均勻展寬導致的波長競爭問題，實現單頻光纖激光器的核心在于克服激光的多縱模振蕩問題，雙波長光纖激光器和單頻光纖激光器的交叉探索成為國際前沿熱點課題，研制雙波長單頻光纖激光器有益于進一步發掘光纖激光器在上/下行全雙工光纖通信、分布式光纖傳感、全光上/下話路分插復用裝置（OADM）、光纖接入（GPON）以及光載無線（ROF）等領域的應用潛力。

發明內容

本發明旨在改善現有技術中存在的激光多縱模振蕩問題和室溫下摻鉺光纖均勻展寬導致的波長競爭問題，通過有效抑制波長競爭實現雙波長激光輸出，同時通過有效抑制激光多縱模振蕩實現單頻激光輸出，使激光器輸出具有單頻發生特征的雙波長激光，并均衡雙波長單頻激光的峰值功率，本發明提供了一種雙波長環形腔單頻光纖激光器。本發明是采用如下技術方案實現的：

本發明所述的雙波長環形腔單頻光纖激光器，其特征在于由泵浦源、波分復用器、偏振控制器、保偏摻鉺光纖、光纖偏振器、光隔離器、1×2光耦合器采用光纖熔接的方式連接組成。

泵浦源的輸出端口與波分復用器的980nm端口相連；波分復用器的1550nm端口與光隔離器的輸入端口相連；光隔離器的輸出端口與1×2光耦合器的公共端口相連；1×2光耦合器的一個50%端口與光纖偏振器的一端相連；光纖偏振器的另一端與保偏摻鉺光纖的一端相連；保偏摻鉺光纖的另一端與偏振控制器的一端相連；偏振控制器的另一端與波分復用器的公共端口相連；1×2光耦合器的另一個50%端口作為雙波長環形腔單頻光纖激光器的輸出端口。

本發明所述的雙波長環形腔單頻光纖激光器的工作原理是：

雙波長環形腔單頻光纖激光器采用反向泵浦結構，泵浦源所發出的980nm泵浦光信號通過波分復用器泵浦一段保偏摻鉺光纖。保偏摻鉺光纖作為光纖激光器的增益介質，其高雙折射特性使得所產生的增益是偏振依賴的，即諧振腔內不同偏振態光信號經保偏摻鉺光纖所產生的增益不同。光纖偏振器允許某一偏振態的光信號通過，有效抑制其他偏振態的光信號，即諧振腔內不同光信號經光纖偏振器所產生的損耗不同。偏振控制器控制諧振腔內不同波長光信號的偏振態，并均衡不同波長光信號的峰值功率。偏振控制器、保偏摻鉺光纖和光纖偏振器所組成的雙折射光纖濾波器結構緊湊簡單，其具有雙波長濾波特性，調整偏振控制器能夠在保偏摻鉺光纖所產生的增益譜內形成兩個低損耗波長窗口，實現峰值功率均衡的雙波長激射。光隔離器用來保證諧振腔內激光信號單方向運轉，提高雙波長激光的穩定性。雙波長激光經光隔離器進入1×2光耦合器，其中1×2光耦合器的一個50%端口與光纖偏振器的一端相連構成閉合的環形諧振腔。偏振控制器、保偏摻鉺光纖和光纖偏振器所組成的雙折射光纖濾波器還具有超窄帶濾波特性，雙波長激光在環形諧振腔內循環振蕩過程中帶寬不斷被壓縮使其具有單頻發生特征，雙波長單頻激光經1×2光耦合器的另一個50%端口輸出。

與現有技術相比本發明的有益效果是：

1.本發明所述的雙波長環形腔單頻光纖激光器采用緊湊簡單的設計結構獲得雙波長激光輸出，無需特殊光纖光柵等濾波器件，實用性強，成本低；雙波長環形腔單頻光纖激光器具有單頻發生特征，單頻激光的相干長度長，單色性好，經光電探測器后不易產生拍頻噪聲，其載頻容量大，載頻性能高；相比于傳統的半導體激光器，本發明所述的雙波長環形腔單頻光纖激光器與目前光纖通信系統的耦合效率更高，插入損耗更小；