可调双波长光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了可调双波长光纤激光器，可调光源与光耦合器一a端连接，光耦合器一b、c端分别与光环行器一d1、波分复用器二t端连接，光环行器一d2端与光耦合器二h端连接，光耦合器二g端与光耦合器三j端连接，单模光纤的两端分别与光耦合器二i、光耦合器三k端连接，光隔离器的两端分别与光耦合器三l端、光纤光栅的一端连接，光纤光栅另一端与光环行器二e2端连接，光环行器二e1端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与波分复用器一p端连接，波分复用器一q端与光环行器一d3端，波分复用器一r端与泵浦源连接，光环行器二e3端与波分复用器二s端连接，波分复用器二u端输出双波长激光。上述全部采用光纤连接。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光信息
，具体涉及ー种基于布里渊散射的可调环形腔掺铒光纤双波长激光器。
技术介绍
随着通信容量的増加，现代光纤通信正朝着信道数越来越多的方向发展。双波长激光器相比单波长激光器，其可以降低通信系统的成本，优化系统光发射端的设计，因而在密集波分复用系统(DWDM)中有着重要的应用。同时，由于室温下稳定、窄线宽、波长间隔可调谐的双波长光纤激光器在光纤传感、差分吸收激光雷达(DIAL)、光子微波等
有着非常大的应用潜力，基于布里渊散射的双波长光纤激光器也就有了重要的研究价值。传统的双波长光纤激光器大多只利用掺铒光纤作为増益介质，由于掺铒光纤是均匀加宽介质，在常温下要得到多波长输出，需要采用相应的技术来抑制均匀加宽带来的模式竞争。SBS过程可以经典的描述为泵浦波，斯托克斯波通过声波进行的非线性相互作用，泵浦波通过电致伸缩产生声波，然后引起介质折射率的周期性调制。泵浦引起的折射率光栅通过布拉格散射泵浦光，由于多普勒位移与以声速移动的光栅有关，散射光产生频率下移。同样，在量子力学中，这个散射过程可以看成是ー个泵浦光子的湮灭，同时产生ー个斯托克斯光子和一个声频声子。基于布里渊散射的掺铒光纤激光器结合了掺铒光纤的线性增益和受激布里渊散射的非线性增益，是室温下产生稳定、窄线宽的双波长输出的有效方法。
技术实现思路
针对现有双波长激光器存在高成本、结构复杂、线宽比较宽、对于波长间隔不可调谐等缺点，本技术提出了一种基于布里渊散射的可调双波长光纤激光器。本技术采取以下技术方案可调双波长光纤激光器，包括可调光源(I)、第一光率禹合器(2-1)、第二光稱合器(2-2)、第三光稱合器(2-3)、第一光环行器(3-1)、第二光环行器(3-2)、单模光纤(4)、光隔离器(5)、光纤光栅(6)、掺铒光纤(7)、第一波分复用器(8-1)、第二波分复用器(8-2)、泵浦源(9)，可调光源(I)与第一光耦合器(2-1)的公共端ロ(a)通过光纤连接,第一光I禹合器(2-1)的第一端ロ(b)与第一光环行器(3-1)的第一端ロ(dl)通过光纤连接，第一光耦合器(2-1)的第二端ロ(c)与第二波分复用器(8-2)的第一端ロ(t)通过光纤连接，第一光环行器(3-1)的第二端ロ(d2)与第二光耦合器(2-2)的第一端ロ(h)通过光纤连接，第二光耦合器(2-2)的第二端ロ(g)与第三光耦合器(2-3)的第一端ロ(j)通过光纤连接，第二光耦合器(2-2)的公共端ロ(i)与单模光纤(4)的一个端ロ通过光纤连接，单模光纤(4)的另ー个端ロ与第三光耦合器(2-3)的第二端ロ(k)通过光纤连接，第三光耦合器(2-3)的公共端ロ(I)与光隔离器(5)的输出端ロ通过光纤连接，光隔离器(5)的输入端ロ与光纤光栅(6)的ー个端ロ通过光纤连接,光纤光栅(6)的另ー个端ロ与第二光环行器(3-2)的第二端ロ(e2)通过光纤连接，第二光环行器(3-2)的第一端ロ(el)与掺铒光纤(7)的ー个端ロ通过光纤连接，掺铒光纤(7)的另ー个端ロ与第一波分复用器(8-1)的公共端ロ(P)通过光纤连接，第一波分复用器(8-1)的第一端ロ(q)与第一光环行器(3-1)的第三端ロ(d3)通过光纤连接形成环路，第一波分复用器(8-1)的第二端ロ(r)与泵浦源(9)通过光纤连接，第二光环行器(3-2)的第三端ロ(e3)与第二波分复用器(8-2)的第二端ロ(s)通过光纤连接，从第二波分复用器(8-2)的公共端ロ(U)得到稳定、窄线宽、波长间隔可调的双波长激光输出。优选的,第一光稱合器(2-1)的第一端ロ为90%端ロ，第二端ロ为10%端ロ。优选的，第二光耦合器(2-2)的第一端ロ为30%端ロ，第二端ロ为70%端ロ。优选的，第三光耦合器(2-3)的第一端ロ为70%端ロ，第二端ロ为30%端ロ。优选的，第一光稱合器(2-1)、第二光稱合器(2-2)、第三光稱合器(2-3)的工作范围为 1530nm 至 1580nm。优选的，掺铒光纤(7)的增益范围为1530nm至1570nm。本技术技术方案中，采用两个光环行器，能够较好地隔离掺铒光纤处生成的自发辐射光对单模光纤和输出的影响。本技术利用掺铒光纤和单模光纤共同作为增益介质；并利用光纤光栅滤波器实现可调谐多波长激光输出。调节可调光源的工作波长，使得任意一阶斯托克斯光的波长落在光纤光栅的反射带宽内，即可从第二光环行器的3端ロ得到该阶反射出来的斯托克斯光，与部分可调光源输出的光经过第二波分复用器进行波分复用，就能从第二波分复用器的公共端ロ获得稳定、窄线宽、波长间隔可调谐的双波长激光输出。本技术采用掺铒光纤和单模光纤共同作为增益介质，光纤光栅作为滤波器实现双波长输出，相比现有的双波长输出的激光器，其激光输出线宽更窄、更稳定、且波长间隔可调谐，这使得基于布里渊散射的可调环形腔掺铒光纤双波长激光器在光子微波领域的潜カ更大，可适用的范围更广泛。本技术激光器的结构简单、成本低、易于光纤系统集成、波长间隔可调谐、线宽窄、激光输出的稳定性好，其特别适用于光通信、光传感、光生微波信号源等
附图说明图1为本技术可调双波长光纤激光器的结构示意图。图2(a)、2(b)、2(c)、2(d)、2(e)、2(f)、2(g)、2(h)、2(i)、2(j)、2(k)、2(l)、2(m)为本技术实施例稳定双波长激光输出间隔分别为1*0. 088,2*0. 088,3*0. 088,4*0. 088、5*0.088,6*0.088,7*0.088,8*0. 088,9*0. 088、10*0. 088、11*0. 088、12*0. 088、13*0. 088 的光谱图。具体实施方式以下结合附图对本技术实施例作详细说明。如图I所示，基于布里渊散射的可调双波长光纤激光器包括可调光源I、第一光耦合器2-1、第二光稱合器2-2和第三光稱合器2-3、第一光环行器3-1和第二光环行器3-2、单模光纤4、光隔离器5、光纤光栅6、掺铒光纤7、第一波分复用器8-1和第二波分复用器8-2、泵浦源9，掺铒光纤7的增益范围为1530nm至1570nm。第一光耦合器2_1、第二光耦合器2-2和第三光耦合器2-3的工作范围为1530nm至1580nm，第二波分复用器8-2的公共端ロ U作为激光输出 端ロ。可调光源I与第一光稱合器2-1的公共端ロ a通过光纤连接,第一光稱合器2-1的90%端ロ b与第一光环行器3-1的dl端ロ通过光纤连接,第一光稱合器2-1的10%端ロ c与第二波分复用器8-2的t端ロ通过光纤连接,第一光环行器3-1的d2端ロ与第二光耦合器2-2的30%端ロ h通过光纤连接，第二光耦合器2-2的70%端ロ g与第三光耦合器2-3的70%端ロ j通过光纤连接，第二光耦合器2-2的公共端ロ i与单模光纤4的ー个端ロ通过光纤连接，单模光纤4的另ー个端ロ与第三光耦合器2-3的30%端ロ k通过光纤连接，第三光耦合器2-3的公共端ロ I与光隔离器5的输出端ロ通过光纤连接，光隔离器5的输入端ロ与光纤光栅6的ー个端ロ通过光纤连接,光纤光栅6的另ー个端ロ与第二光环行器3-2的e2端ロ通过光纤连接，第二光环行器3-2的el端ロ与掺铒光纤7的一个端ロ通过光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可调双波长光纤激光器，其特征是包括可调光源(I)、第一光耦合器(2-1)、第二光率禹合器(2-2)、第三光稱合器(2-3)、第一光环行器(3-1)、第二光环行器(3-2)、单模光纤(4)、光隔离器(5)、光纤光栅(6)、掺铒光纤(7)、第一波分复用器(8-1)、第二波分复用器(8-2)、泵浦源(9)，可调光源(I)与第一光耦合器(2-1)的公共端口(a)通过光纤连接，第一光稱合器(2-1)的第一端口(b)与第一光环行器(3-1)的第一端口(dl)通过光纤连接，第一光耦合器(2-1)的第二端口(c)与第二波分复用器(8-2)的第一端口(t)通过光纤连接，第一光环行器(3-1)的第二端口(d2)与第二光稱合器(2-2)的第一端口(h)通过光纤连接，第二光耦合器(2-2)的第二端口(g)与第三光耦合器(2-3)的第一端口(j)通过光纤连接，第二光耦合器(2-2)的公共端口(i)与单模光纤(4)的一个端口通过光纤连接，单模光纤(4)的另一个端口与第三光耦合器(2-3)的第二端口(k)通过光纤连接，第三光耦合器(2-3)的公共端口(I)与光隔离器(5)的输出端口通过光纤连接，光隔离器(5)的输入端口与光纤光栅￠)的一个端口通过光纤连接，光纤光栅￠)的另一个端口与第二光环行器(3-2)的第二端口(e2)通过光纤连接，第二光环行器(3-2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天枢，缪雪峰，周雪芳，袁珊，江璐彤，梁功权，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：