一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置制造方法及图纸

技术编号:35096479 阅读:4 留言:0更新日期:2022-10-01 16:59
本发明专利技术公开了一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置。所述装置包括包括依次连接的激光器、光纤放大器、光纤隔离器、第一偏振控制器、全光纤偏振控制器、第二偏振控制器和偏振分束器;所述的全光纤偏振控制器用于固定光纤法珀微腔,所述的光纤法珀微腔包括非线性光纤,其两端为镀有高反膜的陶瓷插芯;所述全光纤偏振控制器通过压力控制其非线性光纤的双折射分布情况;本发明专利技术装置操作手段简单、成本低廉、信号稳定,且高度集成化,有望成为光纤通信网络扩容的主要手段,并将很大程度上开拓光频梳在光通信的应用前景。频梳在光通信的应用前景。频梳在光通信的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置


[0001]本专利技术涉及一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,属于光学器件领域。

技术介绍

[0002]光频梳在频谱上由一系列均匀间隔且具有相干稳定相位关系的频率分量组成,凭借其高分辨率、高精度、高准确性的频率标准在相干光通信、原子钟、超快距离测量、双梳光谱以及天体物理等领域得到应用,也成为了现代信息网络的基石。近年来,具有超高品质因子的微腔中孤子梳的产生已经确立了微梳作为实验室外工具的地位。然而,传统的微梳的操作需要复杂的启动和反馈协议,而且随着光通信领域的发展,要求各器件能朝高度集成化发。同时,目前的光频梳器件往往为单泵浦激发单梳,形式比较单一,在数据传输方面大大限制了光频梳作为通信源的发展。因此如何设计一种能够通过单泵浦实现多路光频梳输出且高度集成化器件将很大程度上开拓光频梳在光通信的应用前景。
[0003]目前市面上可以直接产生高质量微梳的器件主要集中在微球、微环、微盘等腔体的研究,但这些难以直接集成到光学系统中,特别是全光纤系统。由于基于光纤法珀微腔的光频梳不需要控制微光纤和腔体的耦合调节以及避免空间光的使用,因此将进一步提高系统的集成度。此外可以利用非线性光纤光学中的布里渊效应,将其作为二级泵浦激发不同于泵浦源波长的光频梳,从而实现单泵浦源的双梳输出,并且输出信号可通过偏振复用提高一倍通道容量,有望成为光纤通信网络扩容的主要手段,也有助于灵活扩大现有光纤骨干网的容量,并能够为未来移动通信技术应用的部署做好准备。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于针对现有技术不足,设计了一种基于光纤法珀微腔的光频梳复用装置,
[0005]为实现上述技术目的,本专利技术的技术方案为:本专利技术实施例的第一方面提供了一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,包括依次连接的激光器、光纤放大器、光纤隔离器、第一偏振控制器、全光纤偏振控制器、第二偏振控制器和偏振分束器;
[0006]所述的全光纤偏振控制器用于固定光纤法珀微腔,所述的光纤法珀微腔包括非线性光纤,其两端为镀有高反膜的陶瓷插芯;所述全光纤偏振控制器通过压力控制其非线性光纤的双折射分布情况;
[0007]所述光纤放大器用于放大激光器的输出功率;
[0008]所述光纤隔离器用于防止光纤法珀微腔的反射光对激光器和光纤放大器造成损害;
[0009]所述第一偏振控制器用于控制激光光源的偏振态;
[0010]所述第二偏振控制器用于光纤法珀微腔输出光的偏振态;
[0011]所述偏振分束器用以对光纤法珀微腔输出光两个正交偏振态的分离。
[0012]进一步地,所述非线性光纤为单模高非线性光纤,其长度为10.5cm

11cm,非线性
系数大于10W
‑1km
‑1。
[0013]进一步地,所述镀有高反膜的陶瓷插芯中的高反膜由高折射率介质层与低折射率介质层交替堆积组成;所述低折射率介质层为SiO2,所述高折射率介质层为Ta2O5;介质层的膜层数大于或等于10层,高反膜在1500nm

1600nm的反射率达99%以上。
[0014]进一步地,所述的全光纤偏振控制器为全铝制,将光纤法珀微腔中的非线性光纤部分全部覆盖。
[0015]进一步地,所述全光纤偏振控制器包括可旋转区间和压力控制部分;其中,可旋转区间部分对光纤法珀微腔中的非线性光纤进行180
°
以上旋转,压力控制部分由可旋转区间上半部分的压块通过调节螺丝的松紧程度进行控制,。
[0016]进一步地,光纤法珀微腔两端的陶瓷插芯通过陶瓷套管与输入光纤与输出光纤相连,其中输入光纤为单模光纤

高非线性光纤的过渡光纤,其熔接损耗<2dB,输出光纤为普通单模光纤。
[0017]进一步地,所述的全光纤偏振控制器与温度控制器连接;所述温度控制器用于控制光纤法珀微腔的温度恒定在25℃~40℃。
[0018]进一步地,所述激光源的波长范围在1540

1570nm。
[0019]进一步地,所述光纤放大器放大后的功率为0

7W。
[0020]本专利技术实施例的第二方面提供了一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用方法,应用于上述的基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用方法装置,将光纤法珀微腔置于全光纤偏振控制器中,设定温度控制器的温度恒定后,通过光纤放大器调节激光光源的功率和偏振控制器将泵浦光处于TM偏振态;通过控制全光纤偏振控制器的旋转角度和螺丝压力用于产生布里渊激光作为二级泵浦,可与激光光源分别激发两个不同波长,不同偏振态的光频梳,之后可通过偏振分束器实现光频梳的偏振复用。
[0021]本专利技术的有益效果为:本专利技术依托于光纤法珀微腔平台,通过腔外的偏振调控手段和微腔中的非线性效应产生的布里渊激光作为二级泵浦,从而实现单泵浦源的正交双梳产生和独立传输以及偏振复用。本专利技术所设计的光纤法珀微腔具有高度的集成化,可实现全光纤系统下的光频梳激发以及通过新的作用机理大大提高光纤通信传输容量,且操作手段简单,成本低廉,信号稳定,且可以将光纤法珀微腔以阵列形式组合,从而实现单泵浦下多路光频梳信号的同时输出,对于光纤通信领域数据传输容量和密集波分复用的频带占比提升具有极高的应用价值。
附图说明
[0022]图1为基于光纤法珀微腔的结构照片;
[0023]图2为全光纤偏振控制器的结构照片;
[0024]图3是本专利技术的实验系统图;
[0025]图4是由光谱上测得的泵浦光和布里渊激光信号;
[0026]图5是由泵浦源产生的光频梳信号;
[0027]图6是由布里渊激光产生的光频梳信号;
[0028]附图标记:1

1550nm激光器,2

光纤放大器,3

光纤隔离器,4

第一偏振控制器,5

第二偏振控制器,6

铝制全光纤偏振控制器,7

偏振分束器,8

温度控制器,9

螺丝,10


转区间,11

压块,12

陶瓷套管,13

陶瓷插芯
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。
[0030]本专利技术通过设计特定长度的光纤法珀微腔,并将其置于特定的偏振控制器之中,本专利技术实施例中通过外力挤压或者旋转偏振控制器的方式控制光纤法珀微腔的模式分布和谐振波长,从而可以在固定泵浦源波长条件下通过应力产生由泵浦以及布里渊激光激发的双梳,由于其双梳处于两个正交的偏振态,可采用偏振分束器实现偏振复用,实现光频梳通信的信道容量的提升。
[0031]如图3所示,本专利技术提出了一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,包本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,包括依次连接的激光器、光纤放大器、光纤隔离器、第一偏振控制器、全光纤偏振控制器、第二偏振控制器和偏振分束器;所述的全光纤偏振控制器用于固定光纤法珀微腔,所述的光纤法珀微腔包括非线性光纤,其两端为镀有高反膜的陶瓷插芯;所述全光纤偏振控制器通过压力控制其非线性光纤的双折射分布情况;所述光纤放大器用于放大激光器的输出功率;所述光纤隔离器用于防止光纤法珀微腔的反射光对激光器和光纤放大器造成损害;所述第一偏振控制器用于控制激光光源的偏振态;所述第二偏振控制器用于光纤法珀微腔输出光的偏振态;所述偏振分束器用以对光纤法珀微腔输出光两个正交偏振态的分离。2.如权利要求1所述基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,所述非线性光纤为单模高非线性光纤,其长度为10.5cm

11cm,非线性系数大于10W
‑1km
‑1。3.如权利要求1所述基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,所述镀有高反膜的陶瓷插芯中的高反膜由高折射率介质层与低折射率介质层交替堆积组成;所述低折射率介质层为SiO2,所述高折射率介质层为Ta2O5;介质层的膜层数大于或等于10层,高反膜在1500nm

1600nm的反射率达99%以上。4.如权利要求1所述基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,所述的全光纤偏振控制器为全铝制,将光纤法珀微腔中的非线性光纤部分全部覆盖。5.如权利要求1所述基于光纤法珀微腔的光频梳偏振复用装置,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚佰承秦琛烨杜俊廷谭腾饶云江
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1