一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统，包括半导体泵浦激光器、波分复用器、掺铒光纤、环形器、相移光纤光栅、可调控温度箱、隔离器、耦合器一、耦合器二、长距离光纤、光电探测器、示波器；其中的相移光纤光栅置于一可调控温度箱中，利用光纤光栅窄线宽特性对光路中的光信号通过环形进行反馈注入，利用温度变化来控制相移光纤光栅的光学特性，从而实现混沌激光信号的动态调控，为光纤混沌激光信号的输出提供了一种简单、低成本的动态调制方法，在混沌激光信号的调制，信息上载及传感应用中都具有潜在应用。感应用中都具有潜在应用。感应用中都具有潜在应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统


[0001]本专利技术涉及激光器领域，具体涉及一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统。

技术介绍

[0002]近年来，混沌激光器因其在基于混沌的保密通信、混沌雷达、混沌光学传感、随机信号生成和混沌计算等方面的潜在应用而受到了极大关注；主要采用各种光混沌生成方案、外腔半导体激光器和光纤激光器反馈。混沌激光主要由外部光注入、光反馈或光电反馈产生。
[0003]激光器可以通过改变泵浦激光器的功率或控制注入光（反馈光）的强度和相位来输出调制可变混沌状态（如激光信号的带宽和时延等关键参数），而能有效且效率高的对激光混沌信号的输出进行动态调控方面，缺乏明晰的光学装置或者器件；目前，有利用强度或者相位调制器对混沌信号的产生进行调控的，而强度或者相位调制器主要是利用材料的折射率在电信号的调制下发生变化，从而导致混沌激光信号的调制，强度或者相位调制器价格成本高。
[0004]光纤光栅是光通讯中重要的光无源器件之一，容易接入光纤传输系统。光纤布拉格光栅（FBG）具有光谱反射特性，损耗低的特点；现有技术中还未见利用光纤光栅对混沌激光信号进行动态调控的研究。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统，使用相移光纤光栅实现混沌激光信号的动态调控，为混沌光纤激光信号的输出提供了一种简单、低成本的动态调制方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统，包括半导体泵浦激光器、环形腔a、环形腔b、光电探测器和示波器，其中，环形腔a由波分复用器、掺铒光纤、环形器、隔离器、耦合器一、耦合器二组成，环形腔b由耦合器一、长距离光纤、耦合器二组成；环形器还连接有相移光纤光栅，半导体泵浦激光器输出的激光通过波分复用器，输入到掺饵光纤中，经过环形器，入射到相移光纤光栅中，相移光纤光栅置于一可调控温度箱中，相移光纤光栅反射的光，再次经过环形器、隔离器，进入到耦合器一中，耦合器一将一部分光沿环形腔a继续传输，另一部分光进入环形腔b；环形腔b中有一段长距离光纤对光进行色散，之后通过耦合器二，一部分光进入到环形腔a中，与耦合器一分出的光再次耦合在一起，进入到波分复用器中，产生混沌激光信号，另一部分进入到光电探测器中，然后将转换的电信号输入到示波器中。
[0007]所述半导体泵浦激光器输出的激光波长为980nm。
[0008]有益效果：本专利技术利用光纤光栅窄线宽特性对光路中的光信号通过环形进行反馈
注入，利用温度变化来控制相移光纤光栅的光学特性，从而实现混沌激光信号的动态调控；本专利技术为光纤混沌激光信号的输出提供了一种简单、低成本的动态调制方法，在混沌激光信号的调制，信息上载及传感应用中都具有潜在应用。
附图说明
[0009]图1为本专利技术混沌激光器系统的结构图；图2为不同温度下相移光纤光栅的反射中心波长的光谱；图3相移光纤光栅为中心波长与温度之间的拟合线性关系；图4为相移光纤光栅温度变化后的混沌激光信号图；图5为温度控制每次仅增加0.1℃的混沌激光信号图。
[0010]附图标记：1、半导体泵浦激光器；2、波分复用器；3、掺铒光纤；4、环形器；5、相移光纤光栅；6、可调温度箱；7、隔离器；8、耦合器一；9、耦合器二；10、长距离光纤；11、光电探测器；12、示波器。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。
[0012]光纤布拉格光栅（FBG）是光通信系统中重要的无源元件之一，它具有光谱反射特性，损耗低，易于插入光纤系统的特点，相移光纤光栅是指在光纤布拉格光栅（FBG）中间某个位置引入折射率调制的突变。
[0013]本专利技术提供的一种基于相移光纤光栅的混沌激光器系统，系统构成如图1所示，包括半导体泵浦激光器1、波分复用器（合波器）2、掺铒光纤3、环形器4、相移光纤光栅5、可调控温度箱6、隔离器7、耦合器一8、耦合器二9、长距离光纤10、光电探测器11、示波器12。
[0014]所述混沌激光器系统，有两个环形腔，其中，环形腔a由波分复用器2、掺铒光纤3、环形器4、隔离器7、耦合器一8、耦合器二9组成，环形腔b由耦合器一8、长距离光纤10、耦合器二9组成；环形器4还连接有相移光纤光栅5，所述相移光纤光栅5至于可调温度箱中。
[0015]980nm的半导体泵浦激光器1输出的光信号，通过波分复用器（合波器）2，进入环形腔a，输入到掺饵光纤3中，激发1550nm波段的光，经过环形器4，入射到相移光纤光栅5中，相移光纤光栅5置于一可调温度箱6中，然后相移光纤光栅5反射的光，再次经过环形器4、隔离器7，进入到耦合器一8中，耦合器一8将一部分光沿环形腔a继续传输，另一部分光进入环形腔b；环形腔b中是一段长距离光纤10，对光进行色散，之后通过耦合器二9，一部分光进入到环a中，与耦合器8分出的光再次耦合在一起，进入到波分复用器2中，产生混沌激光信号，另一部分光进入到光电探测器11中，然后将转换的电信号输入到示波器12中。
[0016]其中，相移光纤光栅5实现激光信号的反射，从而实现环形反馈注入的信号发生变化，实现系统的混沌状态；利用温度对相移光纤光栅的反射中心的峰值实现移动，从而引起系统中混沌状态的变化，通过温度的变化实现混沌激光信号的动态调制；本专利技术利用光纤光栅窄线宽特性对光路中的光信号通过环形进行反馈注入，利用温度变化来控制相移光纤光栅的光学特性，从而实现混沌激光信号的动态调控，实现了PS
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FBG与混沌光纤激光器系统的有机结合。
[0017]在本专利技术的混沌光纤激光器系统中，相移光纤光栅放置在温度控制箱中。为了验
证该系统的稳定性和可靠性，我们使用光谱分析仪（OSA，AQ6370D2）来测试30%的OC
‑
2的输出光，并且可以记录和观察光谱。
[0018]我们在26
‑
70℃下以0.5℃为单位进行了一系列测试。
[0019]图2显示了不同温度下相移光纤光栅的反射中心波长的光谱，中心波长分别为1549.8006nm、1549.8817nm、1540.9655nm、1550.0500nm、150.1311nm、155.2146nm和1550.2641nm，温度分别为26 oC
、34 oC
、42 o
C、50 oC
、58 oC
、66 oC
和70 oC
，根据图2可见，中心波长随着温度的升高而偏移，中心波长的波形轮廓几乎没有变化；中心波长与温度之间的拟合线性关系如图3所示，中心波长的偏移与温度变化之间存在良好的线性关系，上述结果证明了本专利技术混沌光纤激光器系统的稳定性和可靠性。
[0020]我们使用光电探测器和示波器代替光学光谱分析仪记录上述信息的电信号，然后使用自相关函数处理数据，得到相移光纤光栅温度变化后的混沌激光信号的时序图、自相关图和不同温度下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相移光纤光栅的混沌光纤激光器系统，其特征在于，包括半导体泵浦激光器（1）、环形腔a、环形腔b、光电探测器（11）和示波器（12），其中，环形腔a由波分复用器（2）、掺铒光纤（3）、环形器（4）、隔离器（7）、耦合器一（8）、耦合器二（9）组成，环形腔b由耦合器一（8）、长距离光纤（10）、耦合器二（9）组成；环形器（4）还连接有相移光纤光栅（5），半导体泵浦激光器（1）输出的激光通过波分复用器（2），输入到掺饵光纤（3）中，经过环形器（4），入射到相移光纤光栅（5）中，相移光纤光栅（5）置于一可调控温度箱（6）中，相移光纤光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁晓瑞，闫海涛，谢占武，
申请(专利权)人：南京渡盈光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：