宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器制造技术

宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，属于光纤激光器领域，为解决现有布里渊多波长光纤激光器不能调节输出波长数的问题，该技术方案：可调谐布里渊泵浦与输入/输出环行器连接，输入/输出环行器与耦合器连接，输入/输出环行器与隔离器连接，所有输出光经隔离器输出；耦合器与偏振控制器连接，偏振控制器与波分复用器连接，偏振控制器可以调谐腔内信号偏振损耗，实现对输出信号波长数的调谐；波分复用器与掺铒光纤连接，980nm泵浦激光器通过波分复用器进入掺铒光纤，产生增益，作为对腔内光信号的放大，掺铒光纤与耦合器连接；耦合器与单模光纤的连接，单模光纤与反射环行器连接，反射环行器另外两端口连接，用来反射单模光纤中的透射光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤激光器
，具体涉及一种宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器。
技术介绍
多波长光纤激光器应用在波分复用系统(WDM)中，减少了网络通信系统中对半导体激光器的大量需求，进一步简化了现有WDM光纤通信网络的复杂性，扩大了应用范围，降低了系统应用的成本，提高了系统的可靠性。在分布式光纤传感系统中也有广阔的应用前旦-5^ O布里渊掺铒光纤激光器利用光纤中的受激布里渊散射效应，能产生多阶斯托克斯光，具有输出波长多、窄线宽、可调谐、结构简单等优点。为了产生更多的输出波长，就要满足高阶斯托克斯光阈值，因而布里渊光纤激光器大多采用掺铒光纤放大 器提高信号功率。基于掺铒光纤放大的布里渊光纤激光器通过受激布里渊散射的非线性增益产生低阶斯托克斯光，再经掺铒光纤放大器提高低阶斯托克斯光功率，从而产生高阶斯托克斯光，信号被不断地放大而产生更多斯托克斯光。因此，能够宽带调谐多波长范围和灵活调节多波长输出数量是布里渊多波长掺铒光纤激光器的关键技术。大多布里渊多波长光纤激光器由于缺乏有效的调节结构，只能通过可调谐波长的泵浦源对输出多波长范围进行调谐，不能灵活调节输出波长数，限制了其在WDM系统中应用的灵活性。如2012年中国激光39卷第6期报道的“一种可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器”，如图1所示，布里渊泵浦光(BP)通过WDM耦合进环形腔，经过环行器进入3dB耦合器，被分为两部分，端口 3出射的50%的BP顺时针进入单模光纤(SMF)，端口 2出射的50%的BP经过EDFA放大后，由光环行器与光纤构成的光纤反射镜反射再次经过EDFA放大，然后被3dB耦合器分为等功率两部分分别从端口 I和端口 4出射，端口 4出射的光逆时针进入I出射的光从环行器端口 3输出，由90/10的耦合器将光分为10%作为输出，90%的光回到环形腔，通过环路再次进入布里渊增益腔。布里渊增益腔中无论顺时针和逆时针都有BP，当它的强度大于布里渊阈值的时候，由于SBS效应，会产生与BP方向相反的I阶斯托克斯光(BS)，无论是顺时针还是逆时针方向的I阶BS信号都会有一部分再次经过SMF，另一部分通过反射镜或环形腔再次反馈回布里渊增益腔。由此，3dB耦合器和单模光纤构成的布里渊增益腔两侧都有泵浦光和斯托克斯光的反馈，形成双向反馈。当I阶BS信号强度满足布里渊阈值条件的时候，它将作为BP信号激发2阶BS信号。低阶的BS信号激发高阶的BS信号，这一过程直到新产生的BS信号不满足布里渊阈值条件时终止，这样就能得到等间隔多波长信号。通过可调谐布里渊泵浦光实现了 11个波长的输出，未实现波长数的任意调谐
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中布里渊多波长光纤激光器由于缺乏有效的调节结构，只能通过可调谐波长的泵浦源对输出多波长范围进行调谐，不能灵活调节输出波长数的问题，提出了一种利用Sagnac环中置入掺铒光纤放大器和偏振调节结构的宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，实现多波长范围的宽带调谐和输出波长数的灵活调节。本专利技术采取以下技术方案:宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，可调谐布里渊泵浦与输入/输出环行器连接，输入/输出环行器与耦合器连接，输入/输出环行器与隔离器连接，所有输出光经隔离器输出；耦合器与偏振控制器连接，偏振控制器与波分复用器连接，偏振控制器可以调谐腔内信号偏振损耗，实现对输出信号波长数的调谐；波分复用器与掺铒光纤连接，980nm泵浦激光器通过波分复用器进入掺铒光纤，产生增益，作为对腔内光信号的放大，掺铒光纤与耦合器连接；耦合器与单模光纤连接，单模光纤与反射环行器连接，反射环行器另外两端口连接，用来反射单模光纤中的透射光。本专利技术的有益效果是:可调谐布里渊泵浦I发出的泵浦光经过输入/输出环行器2进入耦合器3，一部分泵浦光通过耦合器3进入掺铒光纤6被放大，再通过波分复用器5及偏振控制器4，再次进入耦合器3且分光，一束进入单模光纤8，另一束进入掺铒光纤6重复上述放大过程；另一部分泵浦光通过耦合器3进入单模光纤8，产生反向传输的斯托克斯光，反向斯托克斯光返回I禹合器3且被分光,一部分斯托克斯光依次输入/输出环行器2及隔离器10输出，另一部分斯托克斯光依次经偏振控制器4及波分复用器5进入掺铒光纤6放大，再进入耦合器3且分光，一束光依次经输入/输出环行器2及隔离器10输出，另一束光依次经偏振控制器4、波分复用器5反馈回掺铒光纤6重复此处放大过程。在技术方案中米用稱合器构成的`Sagnac环结构中加入掺铒光纤放大器,能够较好地将反馈光信号在Sagnac环中多次放大，以提高信号光功率而激发更多的斯托克斯光；利用掺铒光纤和单模光纤共同作为增益介质；通过调谐布里渊泵浦输入光波长实现可调谐多波长激光输出；并通过偏振控制器调节输出波长数。本专利技术采用Sagnac环内加入掺铒光纤放大器提高腔内信号的线性增益，结合受激布里渊散射的非线性增益，通过调谐布里渊泵浦波长实现50nm宽带输出，并通过偏振控制器实现波长数从I到21个可变调谐，相比现有的多波长输出的激光器，其激光输出波长更多、波长可调谐范围更宽、波长数可调谐，使宽带多波长可调掺铒布里渊光纤激光器在高速光纤通信技术和高精度分布式光纤传感领域的潜力更大，可适用的范围更广泛。本专利技术激光器的结构简单、成本低、易与光纤系统集成、波长可宽带调谐、输出波长数可调谐、线宽窄、激光输出的稳定性好，其特别适用于光通信、光传感等
附图说明图1现有一种可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器。图2为本专利技术宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器的结构示意图。图3为本专利技术实施例21个波长激光输出的光谱图。图4为本专利技术实施例21个波长激光稳定输出光谱图。图5为本专利技术实施例多波长宽带可调谐输出的光谱图。图6为本专利技术实施例波长数从I到21可调谐输出光谱图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实施例作详细说明。实施例一:如图1所示，宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，包括可调谐布里渊泵浦1、输入/输出环行器2、耦合器3、偏振控制器4、波分复用器5、掺铒光纤6、980nm泵浦激光器7、单模光纤8、反射环行器9、隔离器10。可调谐布里渊泵浦I通过输入/输出环行器2的端口 a进入光纤激光器，输入/输出环行器2的端口 b与耦合器3的端口 d连接，输入/输出环行器2的端口 c通过隔离器10输出。耦合器3的端口 f与偏振控制器4的一端连接，偏振控制器4的另一端与波分复用器5的端口 h连接，偏振控制器4可以调谐腔内信号偏振损耗，实现对输出信号波长数的可变调节。波分复用器5的端口 j与掺铒光纤连接，980nm泵浦激光器7通过波分复用器5的端口 i和端口 j进入掺铒光纤6产生宽带增益，掺铒光纤6的另一端与耦合器3的端口 g连接。耦合器3的端口 e与单模光纤8的一端连接，一部分布里渊泵浦光I通过耦合器3的端口 d和端口 e进入单模光纤8中产生反向传输的斯托克斯光,反射光再通过稱合器3端口 e —部分通过端口 f进入偏振控制器4，再经波分复用器5后，进入掺铒光纤6中放大，之后再次通过耦合器3的端口 d和f分光，另一部分反射光通过耦合器3端口 d和输入/输出环行器2输出。另一部分布里渊泵浦光I通过耦合器3的端口 g进入掺铒光纤6被放大，再经过波分复用器5和偏振控制器4，通过耦合器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，其特征是，可调谐布里渊泵浦（1）与输入/输出环行器（2）连接，输入/输出环行器（2）与耦合器（3）连接，输入/输出环行器（2）与隔离器（10）连接，所有输出光经隔离器（10）输出；耦合器（3）与偏振控制器（4）连接，偏振控制器（4）与波分复用器（5）连接，偏振控制器（4）可以调谐腔内信号偏振损耗，实现对输出信号波长数的调谐；波分复用器（5）与掺铒光纤（6）连接，980nm泵浦激光器（7）通过波分复用器（5）进入掺铒光纤（6），产生增益，作为对腔内光信号的放大，掺铒光纤（6）与耦合器（3）连接；耦合器（3）与单模光纤（8）的连接，单模光纤（8）与反射环行器（9）连接，反射环行器（9）另外两端口连接，用来反射单模光纤（8）中的透射光。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王天枢，张鹏，贾青松，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：