[實用新型]鉺銩混合摻雜的光纖超熒光超寬帶光源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721446384.5
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN207490299U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚虹蛟;習聰玲;海瑛;余靈;郭昊;金嫣然;張佳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興學院
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 嘉興海創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33251
• 代理人: 鄭文濤

本實用新型公開的一種鉺銩混合摻雜的光纖超熒光超寬帶光源，其特征在于雙后向摻銩的S波段光源和摻鉺的C+L波段光源，二者相結(jié)合通過耦合器輸出，產(chǎn)生了超寬帶的S+C+L寬帶光源。本實用新型可以較好地滿足分布式光纖光柵傳感系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)、信號解調(diào)等應(yīng)用場合的要求，實驗設(shè)計靈活，光光轉(zhuǎn)換效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種鉺銩混合摻雜的光纖超熒光超寬帶光。

背景技術(shù)

隨著三網(wǎng)融合、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算與智慧城市等概念的提出與實施，我國現(xiàn)階段正大力推出“寬帶中國”國家發(fā)展戰(zhàn)略，這將進一步加快我國寬帶化的發(fā)展進程，進一步促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)，特別是光通信技術(shù)、系統(tǒng)與器件以及電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，同時推動城域和干線光傳送網(wǎng)的建設(shè)及擴容，F(xiàn)TTx光接入網(wǎng)的建設(shè)及帶寬提速。光通信的快速發(fā)展對光源提出了更高的要求，要求帶寬足夠?qū)挘β首銐蚋摺?/p>

摻銩的光纖放大器(TDFA)的研究非常普遍。有兩種典型的泵浦方式，一種是單一的1050nm泵浦光方式，另一種是雙波長泵浦結(jié)構(gòu)，該光源是由1550nm和1400nm的泵浦光組成，雙波長泵浦的結(jié)構(gòu)有利于TDFA光源光譜向長波長方向移動。因此，TDFA可以設(shè)計為工作在很寬的波長范圍內(nèi)(在1450和1520納米之間)，光纖光源可以從C+L波段寬帶向更寬的方向發(fā)展，也就是S+C+L超寬帶超熒光光源。

根據(jù)傳統(tǒng)的上變頻泵方案，兩個激發(fā)態(tài)之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)3H4(激光下能級)和3F4(激光上能級)的銩離子具有1050nm泵浦激光有效地產(chǎn)生，從而導(dǎo)致極少數(shù)近似統(tǒng)一反轉(zhuǎn)，現(xiàn)實很難實現(xiàn)增益漂移。然而，一個雙波長泵浦方式下，1550+1400nm或者1550+1050nm，輔助泵浦光1550nm交叉3H6和3H4(激光下能級)，這樣將增加大量的較低能級的激光，這種激光可以反轉(zhuǎn)。因此，通過增加1550nm泵浦光功率，TDFA增益譜將向長波長方向移動。

鉺是多電子粒子,它的基態(tài)是⁴I_15/2,它的第一激發(fā)態(tài)是⁴I_13/2，第二激發(fā)態(tài)是⁴I_11/2。當鉺離子能級發(fā)生了斯塔克(Stark)分裂變時，⁴I_15/2就會變成8個子能級,⁴I_13/2變?yōu)?個子能級，而⁴I_11/2變?yōu)?個子能級。鉺離子的⁴I_11/2激發(fā)態(tài)的時間非常短暫,而⁴I_13/2是一個亞穩(wěn)態(tài),時間稍微比⁴I_11/2激發(fā)態(tài)長點.所以,⁴I_15/2、⁴I_13/2和⁴I_11/2形成了一個三能級結(jié)構(gòu)。當受到泵浦光作用,離子就會從基態(tài)激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)⁴I_11/2能級上的粒子數(shù)很快輻射到⁴I_13/2能級,此時摻鉺光纖就會產(chǎn)生超熒光,當Stark能級裂變時,亞穩(wěn)態(tài)⁴I_13/2到⁴I_15/2躍遷的光譜和增益的頻帶比較寬,就形成了超熒光。L波段放大自發(fā)輻射(ASE)的形成與C波段ASE一樣，都是由能級⁴I_13/2→⁴I_15/2的躍遷產(chǎn)生的,C波段ASE是由⁴I_13/2→⁴I_15/2主能級的Stark分裂能級的高能級的躍遷產(chǎn)生,L波段的ASE是主能級的Stark分裂能級的低能級的躍遷所產(chǎn)生。