基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊-拉曼随机光纤激光器制造技术

本发明专利技术提供一种基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊

【技术实现步骤摘要】
基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器


[0001]本专利技术涉及一种基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，属于光纤激光器

。

技术介绍

[0002]随机光纤激光器自
2010
年提出以来，已在光通信
、
光纤传感
、
光学测量和随机比特生成等多个领域取得了重大进展，并展现出广阔的应用前景
。
这些激光器通过光纤内部固有的不均匀折射率诱导的瑞利散射光实现随机分布反馈，具有结构简单而高效
、
功率输出稳定和设计灵活等优点
。
值得注意的是，由于受激布里渊散射的阈值低
、
线宽窄，布里渊随机光纤激光器可实现多波长随机激光器的级联
。
过去几十年来，人们开发了多种类型的布里渊随机光纤激光器，包括宽带型
、
波长可调和窄线宽型，以满足特定的应用要求
。
[0003]受激拉曼散射
(SBS)
可为受激布里渊散射提供宽带和平坦增益，因此吸引了广泛的研究
。
布里渊
‑
拉曼光纤激光器输出多波长激光，具有平坦度高
、
宽带
、
稳定性好等优点
。
在布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器中，瑞利散射
、
受激拉曼散射和受激布里渊散射等各种非线性效应被结合使用，以产生宽带多波长布里渊频率梳
。
然而，大多数布里渊
‑
拉曼光纤激光器的固定波长间距为
0.168nm
或
0.08nm
，限制了它们在光通信等领域的应用
。
目前已报道了几种实现波长间距切换的方案：
[0004]在其中一项研究中，
Hu
等人基于混合增益方案实现了2μ
m
多波长激光器
。
该激光器具有可切换的频率间隔，分别对应于单布里渊频移和双布里渊频移
。
在
20dB
的带宽下，获得了7个频率间隔为
0.1nm(7.62GHz)
的激光通道和
11
个频率间隔为
0.2nm(15.24GHz)
的激光通道
。Mamdoohi
等人提出了一种具有可调光耦合比的多波长布里渊
‑
拉曼光纤激光器
。
通过
5:5
耦合器实现了
10GHz
间隔的多波长激光，而改用
99:1
耦合器则实现了
20GHz
间隔的多波长激光
。2020
年，
Huang
等人提出了一种可灵活切换波长间隔的随机光纤激光器
。
波长间隔切换是通过控制两根掺铒光纤
(EDF)
提供的增益和控制三个
980nm
半导体激光器的功率实现的
。
同年，
Wang
等人提出了一种可调谐
、
可切换的多波长铒布里渊随机光纤激光器
。
该激光器采用半开放式腔体结构，并加入了一段高非线性光纤
(HNLF)。
通过调节偏振控制器，可以实现单布里渊频移和双布里渊频移
(BFS)
之间的波长间隔切换
。
最近，
Wang
等人提出了一种可切换的宽带多波长布里渊
‑
铒光纤激光器
。
此外，只需调整斯托克斯波的反馈功率，就能在双布里渊频移和单布里渊频移之间切换反向生成的布里渊斯托克斯线的波长间隔，而无需增加额外的系统配置
。
[0005]但是，上述论文中使用的方案都是利用环形腔和半开口来实现间距切换，激光器的带宽有望拓宽
。
[0006]上述问题是在基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器的设计过程中应当予以考虑并解决的问题
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器解决现有技术中存在的激光器的带宽有待增大的问题
。
[0008]本专利技术的技术解决方案是：
[0009]一种基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，包括可调谐激光器和第一光耦合器，可调谐激光器输出泵浦光给第一光耦合器，还包括掺铒光纤放大器
、
第一光环形器
、
第二光环形器
、
第一单模光纤
、
第一光隔离器和布里渊拉曼随机腔，第一光耦合器连接第一光环形器的端口
a
，第一光环形器的端口
b
连接第二光耦合器的端口
h
，第一光环形器的端口
c
连接第一输出端，第一光耦合器还通过掺铒光纤放大器连接第二光环形器的端口
d
，第二光环形器的端口
e
连接第二光耦合器的端口
g
，第二光环形器的端口
f
连接第二输出端，第二光耦合器的端口
i
通过第一单模光纤连接第一光隔离器，第二光耦合器的端口
j
连接布里渊拉曼随机腔；控制掺铒光纤放大器的输出功率，实现单倍布里渊频移间隔的多波长激光与双倍布里渊频移间隔的多波长激光的切换
。
[0010]进一步地，布里渊拉曼随机腔包括第一波分复用器
、
混合增益光纤
、
第二波分复用器
、
第二光隔离器
、
第三光隔离器
、
第一拉曼泵浦激光器
、
第四光隔离器和第二拉曼泵浦激光器，第二光耦合器的端口
j
通过第一波分复用器
、
混合增益光纤连接第二波分复用器，第二波分复用器连接第二光隔离器并通过第三光隔离器连接第一拉曼泵浦激光器，第一波分复用器还通过第四光隔离器连接第二拉曼泵浦激光器
。
[0011]进一步地，混合增益光纤包括第二单模光纤和色散补偿光纤，第一波分复用器依次通过第二单模光纤和色散补偿光纤连接第二波分复用器
。
[0012]进一步地，在第一单模光纤为
20kM
时，可调谐激光器的中心波长为
1530nm
‑
1550nm
，控制掺铒光纤放大器的输出功率在
[76.8mW
‑
119mW]，该光纤激光器输出单倍布里渊频移间隔的多波长激光
。
[0013]进一步地，在第一单模光纤为
20kM
时，可调谐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，包括可调谐激光器和第一光耦合器，可调谐激光器输出泵浦光给第一光耦合器，其特征在于：还包括掺铒光纤放大器
、
第一光环形器
、
第二光环形器
、
第一单模光纤
、
第一光隔离器和布里渊拉曼随机腔，第一光耦合器连接第一光环形器的端口
a
，第一光环形器的端口
b
连接第二光耦合器的端口
h
，第一光环形器的端口
c
连接第一输出端，第一光耦合器还通过掺铒光纤放大器连接第二光环形器的端口
d
，第二光环形器的端口
e
连接第二光耦合器的端口
g
，第二光环形器的端口
f
连接第二输出端，第二光耦合器的端口
i
通过第一单模光纤连接第一光隔离器，第二光耦合器的端口
j
连接布里渊拉曼随机腔；控制掺铒光纤放大器的输出功率，实现单倍布里渊频移间隔的多波长激光与双倍布里渊频移间隔的多波长激光的切换
。2.
如权利要求1所述的基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，其特征在于：布里渊拉曼随机腔包括第一波分复用器
、
混合增益光纤
、
第二波分复用器
、
第二光隔离器
、
第三光隔离器
、
第一拉曼泵浦激光器
、
第四光隔离器和第二拉曼泵浦激光器，第二光耦合器的端口
j
通过第一波分复用器
、
混合增益光纤连接第二波分复用器，第二波分复用器连接第二光隔离器并通过第三光隔离器连接第一拉曼泵浦激光器，第一波分复用器还通过第四光隔离器连接第二拉曼泵浦激光器
。3.
如权利要求2所述的基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，其特征在于：混合增益光纤包括第二单模光纤和色散补偿光纤，第一波分复用器依次通过第二单模光纤和色散补偿光纤连接第二波分复用器
。4.
如权利要求1‑3任一项所述的基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，其特征在于：在第一单模光纤为
20kM
时，可调谐激光器的中心波长为
1530nm
‑
1550nm
，控制掺铒光纤放大器的输出功率在
[76.8mW
‑
119mW]
，该光纤激光器输出单倍布里渊频移间隔的多波长激光
。5.
如权利要求1‑3任一项所述的基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，其特征在于：在第一单模光纤为
20kM
时，可调谐激光器的中心波长为
1516nm
‑
1550nm
，控制掺铒光纤放大器的输出功率在
[0mW
‑
76.8mW)
或大于等于
366.5mW
时，该光纤激光器输出双倍布里渊频移间隔的多波长激光
。6.
如权利要求1‑3任一项所述的基于泵浦光调控的波长间隔可切换布里渊
‑
拉曼随机光纤激光器，其特征在于：泵浦光经过第一光耦合器被分成一阶受激布里渊散射支路的泵浦光和布里渊泵浦支路的泵浦光
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖兴，李阳，陈睿佳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：