[發(fā)明專利]利用大角度布拉格傾斜光纖光柵抑制自相位調(diào)制的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211053694.6
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115360572A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 矯岢蓉;李靜瑋;沈華;卞殷旭
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種利用大角度布拉格傾斜光纖光柵抑制自相位調(diào)制的方法，其特征在于，步驟如下：

步驟1、基于相位掩模法制作大角度布拉格傾斜光纖光柵，相位掩模板相對光纖軸向傾斜角度稱為第一傾斜角度α，刻寫系統(tǒng)中紫外激光器發(fā)出244nm He-Ne激光經(jīng)過相位掩模板形成傾斜干涉條紋照射在光敏光纖上形成周期性折射率調(diào)制，得到大角度布拉格傾斜光纖光柵，所述大角度布拉格傾斜光纖光柵柵面相對光纖徑向傾斜角度，稱為第二傾斜角度θ，且第二傾斜角度θ大于45°，實現(xiàn)抑制自相位調(diào)制效應的目的；

步驟2、將大角度布拉格傾斜光纖光柵連接于光纖激光器中抑制自相位調(diào)制效應，存在以下兩種接法：

第一種，接在種子源之后，通過抑制種子源信號光主瓣附近的自相位效應光譜成分，為后續(xù)放大提供優(yōu)質(zhì)窄線寬信號光；

第二種，接在放大級之后，能夠在保證放大后的信號光主瓣通過的同時，濾除主瓣兩側(cè)自相位調(diào)制效應衍生光譜成分，從而使輸出信號光更加純凈，以獲得更優(yōu)質(zhì)的輸出光譜與光束質(zhì)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用大角度布拉格傾斜光纖光柵抑制自相位調(diào)制的方法，其特征在于：

所述大角度布拉格傾斜光纖光柵透射譜具有一系列梳狀諧振峰，每相鄰兩個諧振峰視為一個窄通帶與兩個窄阻帶，兩個窄阻帶對稱分布于窄通帶的兩側(cè)；所述大角度布拉格傾斜光纖光柵通過增大刻寫時干涉條紋傾斜角度，增加梳狀峰的間距與梳狀峰帶寬，從而使窄帶寬的信號光主瓣無損通過，同時將自相位調(diào)制效應導致的信號光主瓣附近的衍生光譜成分從纖芯模耦合至前向傳輸?shù)陌鼘幽Ｖ校瑥亩种乒饫w激光器中的自相位調(diào)制，優(yōu)化輸出光譜線寬。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用大角度布拉格傾斜光纖光柵抑制光纖激光器中自相位調(diào)制的方法，其特征在于：

所述大角度布拉格傾斜光纖光柵為周期均勻的布拉格傾斜光纖光柵，其透射譜擁有一系列梳狀諧振峰；通過調(diào)整第一傾斜角度α改變第二傾斜角度θ，大角度布拉格傾斜光纖光柵第i階諧振波長λ_cl,i如公式(1)所示：

其中，為纖芯模有效折射率，為第i階包層模有效折射率，光柵相鄰柵面之間垂直距離為周期Λ，且由相位掩模板刻痕周期決定，由公式(1)推出相鄰諧振峰之間間距Δλ_cl,i，即窄通帶帶寬如公式(2)所示：

公式(1)、公式(2)說明大角度傾斜布拉格光纖光柵窄通帶帶寬受到周期Λ與第二傾斜角度θ直接調(diào)制，當周期Λ一定時，第二傾斜角度θ越大，透射譜中的相鄰諧振峰之間間距Δλ_cl,i隨之增加，間距成一個能夠供信號光通過的通帶；

而大角度布拉格傾斜光纖光柵的反射率R如公式(3)所示：

其中，σ為直流耦合系數(shù)，κ為交流耦合系數(shù)，L為光柵長度；sinh(*)表示雙曲正弦函數(shù)，cosh(*)表示雙曲余弦函數(shù)；

而當信號光主瓣中心波長為λ，主瓣脈寬為Δλ，信號高度為AdBm時，由公式(1)～公式(3)推出此時大角度布拉格傾斜光纖光柵刻寫時所需要的第二傾斜角度θ、交流耦合系數(shù)κ與光柵長度L，如公式(4)～公式(7)所示，其中，Λ_eff為光柵實際周期，其物理意義為相鄰光柵柵面沿軸向距離；

R＜10lg(tanh²κL) (7)

其中，tanh(*)表示雙曲正切函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用大角度布拉格傾斜光纖光柵抑制自相位調(diào)制的方法，其特征在于：

所述大角度布拉格傾斜光纖光柵的第二傾斜角度θ大于45°時，大角度布拉格傾斜光纖光柵將信號光主瓣附近的自相位調(diào)制效應衍生光譜成分由纖芯模式耦合至前向傳輸?shù)陌鼘幽Ｊ街校苊饬诵〗嵌葧r纖芯模耦合至后向傳輸?shù)陌鼘幽４驂募す馄骱诵钠骷那闆r，提高了試驗設(shè)備的安全性。