[發明專利]一種由色散補償光纖組構成的多種類型光孤子發生系統

在審

• 申請號: 201410250752.3
• 申請日: 2014-06-07
• 公開（公告）號: CN104037600A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 吳戈;高博;田小建;于思瑤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，特別涉及一種可產生多種類型光孤子的裝置。

背景技術

光孤子，又稱超短光脈沖，普通的光孤子重復頻率非常高，一般可達20GHz，最高可達100GHz，并且具有保形傳輸的能力，是新一代光纖通信系統的理想光載體。利用光孤子進行光纖通信還有誤碼率低、無中繼距離長、可以采用全光纖增益補償等優點。

除了普通光孤子外，常見的光孤子還有拋物線形自相似子。這種自相似子的重復頻率比較低，一般在幾百兆赫茲左右，但其峰值功率高、單脈沖能量大，可應用于光纖傳感、激光打印、激光測距及材料加工等領域。

現有技術一個光孤子發生系統只能產生一種類型的光孤子，如果要產生不同類型的光孤子必須改變系統結構，即先將原系統中的光纖斷開，更換合適的器件或光纖后再熔接回系統中。現有技術存在以下缺點：首先，在光纖的斷開、熔接點會引入損耗；其次，更改系統結構、更換器件的時間一般較長，在此過程中環境條件易發生改變，會影響系統運行的可重復性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有光孤子產生系統只能產生單一形態光孤子、重復性差等缺點，提供一種能產生多種類型光孤子、不同類型光孤子之間切換方便、環境參數一致、結果穩定的光孤子產生裝置。

本發明的技術問題通過以下技術方案解決：

一種由色散補償光纖組構成的多種類型光孤子發生系統，其特征在于，1×N光開關1的公共輸入端與1×2光耦合器11的80％輸出端相連，1×N光開關1的N個輸出端分別通過色散補償光纖組2中的N條不同長度的色散補償光纖與1×N光耦合器3的N個輸入端相連，1×N光耦合器3的公共輸出端通過可飽和吸收體4與單模光纖5的一端相連，單模光纖5的另一端與光隔離器6的光輸入端相連，光隔離器6的光輸出端通過摻鐿光纖7與光波分復用器8的公共端相連，光波分復用器8的980nm端與泵浦光源9的輸出端相連，光波分復用器8的1060nm端與可調光濾波器10的一端相連，可調光濾波器10的另一端和1×2光耦合器11的公共輸入端相連，1×2光耦合器11的20％輸出端作為總輸出端；所述的N是2～8的整數。

各元件可以使用現有商業產品。

所述的泵浦光源9優選980nm激光光源。

所述的色散補償光纖組2中各色散補償光纖的長度優選6.2m～20m；所述的單模光纖5的長度優選9m～10m；所述的摻鐿光纖7的長度優選0.6m～0.7m。

本發明的光路分為兩部分：

第一路光給摻鐿光纖提供能級躍遷的能量，這路光的傳播方向在圖1中是逆時針的，由泵浦光源9發出。泵浦光源9連接到光波分復用器8的980nm端，將泵浦光源發出的激光引入到激光器的光纖諧振腔內(也就是圖1中所示的環路中)。光波分復用器8的公共端連接到摻鐿光纖7的一端，讓摻鐿光纖吸收到泵浦源發出的激光能量，使其中的鐿離子從低能級躍遷到高能級。摻鐿光纖7的另一端連接到光隔離器6的光輸出端，光隔離器6允許光通過的方向是圖1中的順時針方向，因此在光隔離器6的位置，第一路光被從光纖諧振腔中隔離掉了，以免影響另一路激光的運行。

第二路光在圖1所示的被動鎖模摻鐿光纖激光器光纖諧振腔中順時針循環運行，在SPM和GVD的共同作用下形成光孤子脈沖輸出。第二路光產生于摻鐿光纖7中的鐿離子因自發或受激由不穩定的高能級躍遷到低能級時所釋放的能量。摻鐿光纖7連接到光波分復用器8的公共端，光波分復用器8的作用是使第一路光和第二路光互不影響，這樣第二路光可從光波分復用器8的1060nm端輸出。光波分復用器8的1060nm端連接到可調光濾波器10的一端，可調光濾波器10的另一端連接到1×2光耦合器11的公共輸入端，將第二路光分成兩部分，一部分光孤子在其20％輸出端輸出，另一部分光孤子繼續在激光器的光纖諧振腔內循環。1×2光耦合器11的80％輸出端與1×N光開關1的公共輸入端相連，1×N光開關1的N個輸出端分別通過色散補償光纖組2中的N條不同的色散補償光纖與1×N光耦合器3的N個輸入端相連，這樣利用1×N光開關1可以選擇激光經過色散補償光纖組2中哪一路色散補償光纖繼續在激光器的光纖諧振腔中進行循環。1×N光耦合器3的公共輸出端通過可飽和吸收體4與一段普通單模光纖5的一端相連，該段普通單模光纖5的另一端與光隔離器6的光輸入端相連，光隔離器6的光輸出端連接摻鐿光纖7，由此形成一個閉合的光回路，使第二路光在這個回路中不斷循環，最終在本發明的總輸出端(即1×2光耦合器的20％輸出端)產生光孤子脈沖。