一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器制造技术

本专利涉及一种环形结构多波长光纤激光器，尤其是可调谐多波长光纤激光器，属于激光技术领域。泵浦源发出的光通过波分复用器（WDM）后进入掺饵光纤中获得光增益，然后通过第一耦合器分两路分别进入并列的两个sagnac环中，从两个sagnac环出来的光进入第四耦合器，从隔离器出来的光进入可调光纤光栅，从可调光纤光栅出来的光进入第五耦合器，第五耦合器是一个90:10的耦合器把进入的光分成两路，其中10%作为输出光，90%沿光纤反馈回到波分复用器，重复上述过程，整个环路增益大于损耗时，在第五耦合器的输出端得到稳定的可调谐多波长激光输出，第一耦合器和第四耦合器的光线进出方向刚好相反。

A tunable multi wavelength stabilized narrow linewidth fiber laser

The utility model relates to an annular structure multi wavelength fiber laser, in particular to a tunable multiwavelength fiber laser, belonging to the laser technology field. The pump source of the light emitted by the wavelength division multiplexer (WDM) after entering the optical gain of erbium doped fiber, and then through the first coupler is divided into two paths respectively into two parallel Sagnac ring, Sagnac ring from two out of the light into the fourth coupler, from out of the isolator light into the tunable optical fiber grating, from tune out into the fifth optical fiber grating coupler, fifth coupler is a 90:10 coupler into the light is divided into two parts, of which 10% of the output light, 90% along the fiber feed back to WDM, repeat the above process, the loop gain is greater than the loss, to obtain a stable tunable multi wavelength laser output in the output the fifth end of the coupler, a first coupler and fourth light coupler import in the opposite direction.

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利涉及一种环形结构多波长光纤激光器，尤其是可调谐多波长光纤激光器，属于激光
。泵浦源发出的光通过波分复用器（WDM）后进入掺饵光纤中获得光增益，然后通过第一耦合器分两路分别进入并列的两个sagnac环中，从两个sagnac环出来的光进入第四耦合器，从隔离器出来的光进入可调光纤光栅，从可调光纤光栅出来的光进入第五耦合器，第五耦合器是一个90:10的耦合器把进入的光分成两路，其中10%作为输出光，90%沿光纤反馈回到波分复用器，重复上述过程，整个环路增益大于损耗时，在第五耦合器的输出端得到稳定的可调谐多波长激光输出，第一耦合器和第四耦合器的光线进出方向刚好相反。【专利说明】一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器
: 本专利涉及一种环形结构多波长光纤激光器，尤其是可调谐多波长光纤激光器，属于激光
。
技术介绍
: 随着高容量光纤通信网络的发展，波分复用技术已经成为长距离通信干线和光网络的主流技术。多波长光纤激光器作为波长路由网络中的重要光源可以有效地避免信道冲突，更是成为研究热点。同时多波长光纤激光器具有线宽窄、输出功率高、稳定性好、易于与光纤通信系统兼容等优点，使其在光纤传感系统，光学测试，光谱学等方面均有着广泛的应用前景。传统的多波长信号源由一系列单波长DFB半导体激光器组成，技术相对简单，缺点是系统庞大、成本高，在考虑带有光交叉节点的光网络时问题就更加突出。且从简化结构、降低成本、便于维护的角度考虑，能够实现通道间隔、通道数量可调的多波长光纤激光器有着明显的应用优势。针对这一应用目标，已经做了大量研究工作。Rie Hayashi等人2003年12月在光子技术快报(IEEE PTL)上发表的题为 “ 16-Wavelength IO-GHz Actively Mode-LockedFiber Laser With Demultiplexed Outputs Anchored on the ITU-T Grid” 的文章中，米用冷却到液氮温度(77K)的掺饵光纤作为增益介质，采用环形器、铌酸锂外调制器等构成的反馈环作为谐振腔的一端，一个反射率为90%的波导阵列作为谐振腔的另一端同时也作为波长选择器，实现了 16个波长、波长间隔100GHz的锁模脉冲输出。但由于通常掺铒光纤增益在常温下的均匀展宽特性，只有在很低的温度下才可能实现多波长同时稳定输出，这在实际应用中是一个很大的问题。实现常温下输出波长可调，输出波长间隔可调和输出通道数可调一直是多波长激光器研究得的重点。近年来已经有多种方法如:引入频移反馈机制、双芯掺铒光纤、椭圆掺铒光纤、声光移频器、正弦相位调制器、四波混频效应等，但这些方法结构较为复杂并且有的需要对增益光纤进行特殊处理，有的需要特殊的设备，有不利于低成本化和集成化。2005年，Young- Geun Han 和 Gilhwan Kim 在Photonics Technology Letters,IEEE 上发表的题为 “Lasing Wavelength and Spacing Switchable MultiwavelengthFiber Laser From 1510 to 1620 nm”的文章报道了他们获得的在1510nm?1620nm间的输出波长可调，波长间隔可调，输出通道数可调的常温下稳定工作的多波长光纤激光器。其实验装置的主体是由混合增益介质(S0A，C波段EDFA，L波段EDFA)和可调PMF Lyot- Sagnac滤波器组成。利用半导体光放大器的自饱和效应获得稳定的高信噪比的多波长激光输出，SOA的非线性增益压制也能被用来调整输出波长。但是，SOA不是全光器件，耦合损耗偏大，输出功率受到很大限制。基于布里渊散射的多波长掺铒光纤激光器也是近年来研究的热点，这类激光器结合了掺铒光纤的线性增益和布里渊散射的非线性增益，是在室温下产生多波长输出的有效方法，然而，由于受激布里渊散射的非线性增益系数较小，一般要求较长的光纤长度和较大的泵浦功率，这对输出特性的改善也有很大的限制。另一种常见的实现多波长输出的结构是利用Mach-Zehnder干涉仪，2007年，Chen, Daru 等人在 OPTICS EXPRES 上发表的题“Channel-spacing-tunablemult1-wavelength fiber ring laser with hybrid Raman and Erbium-doped fibergains”的文章中对Mach-Zehnder干涉仪进行改进，使用可变光延迟线Mach-Zehnde干涉仪，在室温下实现信道间隔可变的多波长光纤激光器，但需要用计算机控制可变光延迟线，不利于系统的整体封装，而且此类激光器通常是不可调的。2008 年，Thi Van Anh Tran 等人在 OPTICS EXPRESS 上发表的题为 “Switchablemultiwavelength erbium doped fiber laser based on a nonlinear optical loopmirror incorporating multiple fiber Bragg gratings”的文章中，米用高非线性色散位移光纤结合连接多个光纤光栅的波导列阵光栅构成的多通道滤波器，实现了室温下的多波长可调谐输出。其结构中采用多个光纤光栅与波导列阵光栅相连，结构复杂，且引入多个熔接点造成了较大的损耗。总之，到目前为止，同时实现多波长输出的激光器的技术尚不能满足应用的需求。
技术实现思路
: 本专利技术所要解决的技术问题是:解决现有技术中可调谐性差，稳定性不高，窄线宽输出工艺复杂等问题。本专利技术所采用的技术方案是:一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器，泵浦源发出的光通过波分复用器(WDM)后进入掺饵光纤中获得光增益，然后通过第一耦合器分两路分别进入并列的两个sagnac环中，从两个sagnac环出来的光进入第四耦合器，从隔离器出来的光进入可调光纤光栅，从可调光纤光栅出来的光进入第五I禹合器，第五I禹合器是一个90:10的耦合器把进入的光分成两路，其中10%作为输出光，90%沿光纤反馈回到波分复用器，重复上述过程，整个环路增益大于损耗时，在第五耦合器的输出端得到稳定的可调谐多波长激光输出，第一I禹合器为一个50:50的I禹合器,第四I禹合器为一个50:50的I禹合器，第一耦合器和第四耦合器的光线进出方向刚好相反。作为一种优选方式:两个sagnac环为第一 sagnac环和第二 sagnac环，第一sagnac环包括第二稱合器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第一啁啾光纤光栅、第一偏振保持光纤、第二偏振保持光纤，第二 sagnac环包括第三稱合器、第三偏振控制器、第四偏振控制器、第二啁啾光纤光栅、第三偏振保持光纤、第四偏振保持光纤，第二稱合器为一个50:50的稱合器,第三稱合器为一个50:50的稱合器。本专利技术的有益效果是:通过改变两个sagnac环内光的偏振态,使在啁啾光纤光栅中相遇的两列光波为方向相反的两束偏振态一致的光，通过分析得到保偏光纤的最佳长度，使得这两束光具有一定的相位差，在其转播过程中发生干涉，使在啁啾光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器，其特征在于：泵浦源发出的光通过波分复用器后进入掺饵光纤中获得光增益，然后通过第一耦合器分两路分别进入并列的两个sagnac环中，从两个sagnac环出来的光进入第四耦合器，从第四耦合器出来的光进入隔离器，从隔离器出来的光进入可调光纤光栅，从可调光纤光栅出来的光进入第五耦合器，第五耦合器是一个90:10的耦合器把进入的光分成两路，其中10%作为输出光，90%沿光纤反馈回到波分复用器，重复上述过程，整个环路增益大于损耗时，在第五耦合器的输出端得到稳定的可调谐多波长激光输出，第一耦合器为一个50:50的耦合器，第四耦合器为一个50:50的耦合器，第一耦合器和第四耦合器的光线进出方向刚好相反。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明江，李岚，刘毅，王鹏，柴晶，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14