基于级联HiBi光纤Sagnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器制造技术

本发明专利技术涉及基于级联HiBi光纤Sagnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器，包括两光环行器、两Sagnac环形滤波器，Sagnac环形滤波器包括3dB光耦合器、高双折射率光纤、偏振控制器，高双折射率光纤和偏振控制器串联，两者的另端分别与3dB光耦合器同向端口连接；泵浦源通过波分复用器与掺铒光纤连接，掺铒光纤另一端与第一光环行器连接，第一光环行器与第一3dB光耦合器连接，第一光环行器与第二光环行器连接，第二光环行器与第二3dB光耦合器连接，第二光环行器与光耦合器的输入端连接，光耦合器的大分光比端口与波分复用器的端口连接；光耦合器小分光比的端口作为激光输出端口；上述都采用光纤连接。本发明专利技术激光器的结构简单、成本低、易于光纤系统集成、可调谐范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光信息
，具体涉及一种基于级联HiBi光纤Mgnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器。
技术介绍
波分复用(WDM)技术是目前光通信网络中最为核心的技术之一，这项技术可在同一根光纤上大幅度地提高传输容量。为了构建波分复用系统，最传统的光源方案就是采用多个单波长激光器，通过增加单波长激光器的数量来满足信道数量的要求，显然，这就提高了整个系统的制造成本及结构的复杂性。随着波分复用技术的不断发展，性能稳定、具有多波长输出、低成本、光纤兼容、可调谐范围广泛的多波长激光器逐渐成为研究人员的关注热点。该类激光器在光通信系统、 工业加工、传感领域、监测领域等都有着较为广泛的应用。传统的多波长激光器的技术方案一般都能够稳定地输出多个波长，但是，其存在的缺陷是结构比较复杂，且对于波长的数量、波长输出间隔、激光输出线宽、波长输出范围无法进行简便地控制，从而极大地限制了多波长激光器的应用，阻碍了多波长激光器技术的发展。如，中国专利号ZL200620106571. 4公开了一种线型结构多波长光纤激光器，其采用单个^gnac环作为梳状滤波器实现多波长输出，其存在可调谐范围较小的缺陷。
技术实现思路
针对现有多波长激光器存在高成本、结构复杂、对于波长输出的数量、波长输出间隔、激光输出线宽、输出波长范围不能简便地控制等不足，本专利技术提出了一种基于级联HiBi 光纤Mgnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器。本专利技术采取以下技术方案基于级联HiBi光纤Mgnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器，包括泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、第一光环行器、第二光环行器、第一 Sagnac环形滤波器、第二 Mgnac环形滤波器、光耦合器；所述的第一 Mgnac环形滤波器包括第一 3dB光耦合器、第一高双折射率光纤和第一偏振控制器，第一高双折射率光纤和第一偏振控制器通过光纤串联，第一高双折射率光纤、第一偏振控制器的另一端分别与第一 3dB光耦合器同向端口通过光纤连接；所述的第二 Mgnac环形滤波器包括第二 3dB光耦合器、第二高双折射率光纤和第二偏振控制器，第二高双折射率光纤和第二偏振控制器通过光纤串联，第二高双折射率光纤、第二偏振控制器的另一端分别与第二 3dB光耦合器同向端口通过光纤连接；泵浦源与波分复用器的输入端口通过光纤连接，波分复用器的输出端口与掺铒光纤的一端通过光纤连接，掺铒光纤的另一端口与第一光环行器的第一端口通过光纤连接，第一光环行器的第二端口与第一 Mgnac环形滤波器的第一 3dB光耦合器的一端口通过光纤连接，第一光环行器的第三端口与第二光环行器的第一端口通过光纤连接，第二光环行器的第二端口与第二 Mgnac环形滤波器的第二 3dB光耦合器的一端口通过光纤连接，第二光环行器的第三端口与光耦合器的输入端通过光纤连接，光耦合器的大分光比端口与波分复用器的端口通过光纤连接，形成环路；光耦合器小分光比的端口作为激光输出端口。优选的，掺铒光纤的增益范围为1530nm至1570nm。优选的，第一高双折射率光纤的长度选择为1米和5米，双折射率为0. 0003。优选的，第二高双折射率光纤的长度选择为1米和2米，双折射率为0. 0003。优选的，光耦合器的工作范围为1530nm至1580nm。调节第一偏振控制器或第二偏振控制器，控制第一与第二 Mgnac环形滤波器内的两束沿相反方向传播的光的相位参数，就可以调节两个^gnac环形滤波器的滤波特性， 从而最终调节多波长激光输出的波长间隔和波长输出波段。改变两个Mgnac环形滤波器中的高双折射率光纤的长度，可以分别改变多波长激光输出的波长间隔和激光线宽，服从的规律为激光输出间隔由较短高双折射率光纤长度决定，较短高双折射率光纤长度越长，激光输出间隔越小；激光输出线宽由较长高双折射率光纤长度决定，较长高双折射率光纤长度越长，激光输出线宽越窄。本专利技术技术方案中采用两个光环行器，能够较好地隔离Mgnac环形滤波器的反射光对掺铒光纤的影响。本专利技术利用^gnac环形滤波器级联作为梳状滤波器实现可调谐多波长激光输出ο本专利技术基于高折射光纤^gnac环级联的掺铒光纤多波长激光输出的过程1、根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出波长范围，选用对应增益范围的掺铒光纤，并根据环路损耗确定掺铒光纤长度。2、选择工作波长范围覆盖需要获取的多波长光纤激光器的输出波长范围的光环行器和光耦合器。3、根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出波长间隔，选用合适长度的较短高双折射率光纤所组成的Mgnac干涉环。4、根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出激光线宽，选用较长高双折射率光纤所组成的Mgnac干涉环，输出激光线宽由较长高双折射率光纤长度决定。5、开启泵浦源，调节泵浦源输出功率，调节两个Mgnac环形滤波器中的偏振控制器，多波长激光器实现稳定多波长输出。本专利技术采用高双折射率^gnac环级联作为梳状滤波器实现多波长输出，相比单个^gnac环作为梳状滤波器实现多波长输出的激光器，其可调谐范围更广，包括可以对多波长输出间隔、输出波长范围、激光输出线宽等进行调谐，激光输出间隔由较短高双折射率光纤长度决定，较短高双折射率光纤长度越长激光输出间隔越小；激光输出线宽由较长高双折射率光纤长度决定，较长高双折射率光纤长度越长，激光输出线宽越窄。这使得基于高双折射率^gnac环级联的多波长激光器在波分复用系统中的潜力更大，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、易于光纤系统集成、可调谐范围广泛，可以对多波长激光输出的波长个数、输出波长范围、波长间隔、线宽等都能进行方便地控制，激光输出的稳定性好。其特别适用于光通信、光传感、光监测等
附图说明图1为本专利技术激光器的结构示意图。图2(a) ,2(b)为本专利技术实施例的稳定多波长激光输出光谱图。图3(a) ,3(b) ,3(c)为本专利技术实施例通过调节偏振控制器实现波长输出范围改变的光谱图。图4(a) ,4(b)为本专利技术实施例通过改变较短高双折射率光纤长度实现波长输出间隔改变的光谱图。图5(a)、5(b)为本专利技术实施例通过改变较长高双折射率光纤长度实现激光输出线宽改变的光谱图。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。如图1所示，基于级联HiBi光纤Mgnac环的可调环形腔掺铒光纤多波长激光器包括泵浦源1、波分复用器2、掺铒光纤3、第一光环行器4-1和第二光环行器4-2、第一 Sagnac环形滤波器9-1和第二 Mgnac环形滤波器9-2、光耦合器8。掺铒光纤3的增益范围为1530nm至1570nm。光耦合器8的工作范围为1530nm至 1580nm，光耦合器8小分光比的端口 d作为激光输出端口。第一 Mgnac环形滤波器9_1包括第一 3dB光耦合器5-1、第一高双折射率光纤6-1和第一偏振控制器7-1，第一高双折射率光纤6-1和第一偏振控制器7-1通过光纤串联，第一高双折射率光纤6-1、第一偏振控制器7-1的另一端分别与第一 3dB光耦合器5-1同向(两)端口通过光纤连接，第一高双折射率光纤6-1的长度选择为1米和5米，双折射率为0.0003。第二 Mgnac环形滤波器9-2 包括第二 3dB光耦合器5-2、第二高双折射率光纤6-2和第二偏振控制器7-2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王天枢，缪雪峰，周雪芳，梁功权，钱胜，李齐良，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：