[發(fā)明專(zhuān)利]一種高穩(wěn)定度光脈沖發(fā)生器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710492338.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107039877B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高博;霍佳雨;吳戈;田小建;馬春陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/098
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/098;H01S3/067
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王恩遠(yuǎn)

本發(fā)明的一種高穩(wěn)定度光脈沖發(fā)生器屬于光通信器件的技術(shù)領(lǐng)域，其主要結(jié)構(gòu)包括由泵浦光源(1)、波分復(fù)用器(2)、第一光耦合器(3)、偏振控制器(4)等器件構(gòu)成的主動(dòng)鎖模光纖激光器諧振腔，以及由色散補(bǔ)償光纖(23)、石墨烯可飽和吸收體(24)等器件構(gòu)成的被動(dòng)鎖模光纖激光器系統(tǒng)和兩個(gè)自動(dòng)反饋控制環(huán)構(gòu)成的脈沖優(yōu)化系統(tǒng)。本發(fā)明采用主被動(dòng)混合鎖模技術(shù)，利用光探測(cè)器接收部分輸出激光，并利用單片機(jī)和放大電路對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行處理，控制壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)輸出脈沖的優(yōu)化，最終使整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定的超短高速光脈沖，操作簡(jiǎn)單并可達(dá)到精確控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光通信器件的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用主被動(dòng)聯(lián)合鎖模技術(shù)實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度脈沖輸出的光脈沖發(fā)生器。

背景技術(shù)

國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，信息時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，光纖通信技術(shù)已滲透到各種通信與信息網(wǎng)絡(luò)中。光纖激光器是光纖通信的理想光源，與傳統(tǒng)的固體激光器相比具有許多優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)得到了廣泛的研究。光纖激光器中的鎖模光纖激光器是光通信系統(tǒng)中脈沖光源的理想選擇。

鎖模光纖激光器常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模光纖激光器。其中主動(dòng)鎖模光纖激光器輸出脈沖寬度窄、頻率啁啾小且頻率可調(diào)諧，因而在超高速光纖通信中有很大的應(yīng)用前景。

與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)是如附圖2所示的主動(dòng)鎖模光纖激光器系統(tǒng)，正弦電壓信號(hào)作用于鈮酸鋰(LiNbO₃)調(diào)制器，調(diào)制器將產(chǎn)生周期性的相位變化或是損耗，周期性的變化作用于諧振腔內(nèi)循環(huán)的脈沖，它們之間的相互影響使得產(chǎn)生鎖模序列。LiNbO₃調(diào)制器是偏振敏感的，通常在調(diào)制器前放置一個(gè)偏振控制器來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)制器的光場(chǎng)偏振態(tài)。中心波長(zhǎng)通過(guò)可調(diào)諧濾波器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

但主動(dòng)鎖模光纖激光器輸出激光的光譜比較窄，很難得到超窄脈沖，而且主動(dòng)鎖模光纖激光器的腔長(zhǎng)一般都較長(zhǎng)，容易受到外界的影響，導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差。

被動(dòng)鎖模光纖激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且可靠性高，是真正的全光纖器件，利用光纖的非線(xiàn)性效應(yīng)，可以產(chǎn)生最短的光學(xué)脈沖，但其輸出脈沖重復(fù)頻率的穩(wěn)定性差，不能外界調(diào)控。

綜上所述，目前現(xiàn)有的主動(dòng)或被動(dòng)鎖模光纖激光器系統(tǒng)均各自存在固有的缺點(diǎn)，尤其由于現(xiàn)有鎖模光纖激光器系統(tǒng)中沒(méi)有采取有效的自動(dòng)控制，使得輸出光脈沖的穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服背景技術(shù)中鎖模光纖激光器存在的缺點(diǎn)，提供一種利用主被動(dòng)混合鎖模技術(shù)的高穩(wěn)定度光脈沖發(fā)生器，以產(chǎn)生穩(wěn)定的超高速脈沖為目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高穩(wěn)定度光脈沖發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)有，泵浦光源1與波分復(fù)用器2的980nm端相連，波分復(fù)用器2的1550nm端與第一光耦合器3的輸入端相連；第一光耦合器3的10％輸出端與偏振控制器4的一端相連，偏振控制器4的另一端與由微波源6驅(qū)動(dòng)的鈮酸鋰調(diào)制器5的輸入端相連；鈮酸鋰調(diào)制器5的輸出端與纏繞在第一PZT壓電陶瓷7上的光纖的一端相連；所述的纏繞在第一PZT壓電陶瓷7上的光纖的另一端與第二光耦合器8的一個(gè)輸入端相連；第二光耦合器8的另一個(gè)輸入端與第一光隔離器9的輸入端相連；第一光隔離器9的輸出端與第一摻鉺光纖10的一端相連，第一摻鉺光纖10的另一端與波分復(fù)用器2的公共端相連；