专利名称：液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及获得平顶布里渊增益谱的方法及装置，属于光学领域。
背景技术：
近年来，基于受激布里渊散射的滤波放大技术受到广泛关注，它在强背景场微弱光信号高灵敏探测、密波分复用通信网络、光纤传感、微波光子信号处理及光放大器等系统中有巨大应用潜力。然而，研究中也发现了一些问题首先，常用非线性介质的本征布里渊增益谱为洛伦兹线型，这势必会造成信号的非均匀放大，从而产生畸变；其次，布里渊放大器能够实现窄带光学滤波，但过窄的带宽也会对其应用有所限制。理想的滤波放大器应该能根据信号光谱的形状及带宽适当调节其增益谱宽，并使增益光谱顶部平坦化，实现低畸变滤波放大。 采用波导强度调制器和相位调制器串联(见Opt. Express, vol. 16, No. 11, pp. 8026-8032)可产生20条多线光梳，获得带宽200MHz的平顶布里渊增益谱，这种方法使用了两种调制器，装置较复杂，增益谱顶部的强度波动较大，在2dB左右；仅用一个相位调制器对泵浦光调制可产生3条和5条等幅泵浦线(见Opt. Express, vol. 15, No. 4, pp. 1871—1877),虽然增益谱宽扩展了，但其顶部不平，要想获得平顶增益谱，需将泵浦光调制成20条等幅线以上，然而此时调制信号的程序设计相当复杂，以至于难以实现；仅用一个强度调制器对泵浦光进行调制亦可产生多条泵浦线(见IEEE. 2011 Academic International Symposium onOptoelectronics and Microelectronics Technology,Harbin, 2011:108-111),然而，和相位调制法类似，当等幅泵浦线较少时无法获得平顶的增益谱。另外，现有的方法及装置都是通过改变泵浦光来控制增益谱的形状，而本征布里渊增益谱是不可改变的，这势必会限制其设计的灵活性。而且，目前的方法及装置中采用的增益介质大多是色散位移光纤或标准单模光纤，由于其非线性系数较小，必须使用较高的泵浦功率或者较长的光纤进行补偿，长度通常为数十公里。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有获得平顶布里渊增益谱的方法及装置中采用的色散位移光纤或标准单模光纤过长、等幅泵浦线较少时无法获得平顶增益谱、以及本征布里渊增益谱不可改变的问题，提供液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法及
>J-U ρ α装直。本发明所述液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法，该方法是对激光器输出的激光进行强度调制或相位调制从而获得多谱线泵浦光，所述多谱线泵浦光输入到液芯光纤中，在液芯光纤中形成的后向布里渊Stokes散射光的光谱即为平顶布里渊增益谱。本发明提供了两种液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，其中—种液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，它由激光器、偏振控制器、强度调制器、信号发生器、直流稳压电源、光纤环行器、光纤耦合器和液芯光纤组成，光纤环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，激光器的激光输出端连接在偏振控制器的输入端，偏振控制器的输出端与强度调制器的光信号输入端连通，信号发生器的电信号的输出端与强度调制器的电信号输入端连通，直流稳压电源的电压输出端与强度调制器的偏置电压输入端连通，强度调制器的光信号输出端与光纤环行器的第一端口连通，光纤环行器的第二端口与光纤稱合器的输入端连通，光纤稱合器的输出端与液芯光纤的输入端连通，光纤环行器的第三端口的输出端为液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置的平顶布里渊增益谱的输出端。本发明提供的另一种液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，它 由激光器、偏振控制器、信号发生器、光纤环行器、光纤耦合器、液芯光纤和相位调制器组成，光纤环行器包括第一端口、第二端口和第三端口，激光器的输出端连接在偏振控制器的输入端，偏振控制器的输出端与相位调制器的光信号输入端连通，信号发生器的电信号的输出端与相位调制器的电信号输入端连通，相位调制器的光信号输出端与光纤环行器的第一端口连通，光纤环行器的第二端口与光纤耦合器的输入端连通，光纤耦合器的输出端与液芯光纤的输入端连通，光纤环行器的第三端口的输出端为液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置的平顶布里渊增益谱的输出端。本发明选用充以两种非线性系数高的液体的液芯光纤为增益介质，从而简化泵浦光调制的设计，突破以往只能通过调制泵浦光来改变布里渊增益谱的局限性；综合液体介质的非线性系数高和光纤的操作灵活、体积小等优势，在相同泵浦功率下，光纤长度从数十公里减少到100米以内，产生平顶布里渊增益谱的方法及装置更为简单，更具有实用性；根据实际应用灵活选择芯液材料，液芯光纤的工作波长范围宽。
图I为具体实施方式
四的组成结构示意图，图2为具体实施方式
五的组成结构示意图，图3为具体实施方式
一中泵浦强度调制获得的双等幅线泵浦光及相应的平顶布里渊增益谱的示意图，图4为具体实施方式
一中泵浦强度调制获得的3条非等幅线泵浦光及相应的平顶布里渊增益谱的示意图，图5为具体实施方式
一中泵浦相位调制获得的5条非等幅线泵浦光及相应的平顶布里渊增益谱的示意图，图6为具体实施方式
八中CS2AXl4混合介质液芯光纤的本征布里渊增益带宽随CS2体积分数的变化而改变曲线示意图，图7为具体实施方式
一中的不同本征布里渊增益谱带宽时的平顶布里渊增益谱的示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图2至图7具体说明本实施方式。本实施方式所述液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法，该方法是对激光器输出的激光进行强度调制或相位调制从而获得多谱线泵浦光，所述多谱线泵浦光输入到液芯光纤中，在液芯光纤中形成的后向布里渊Stokes散射光的光谱即为平顶布里渊增益谱。采用模拟的方法验证本具体实施方式
所述方法，理论分析如下
设输入光波的电场强度为
权利要求
1.液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法，其特征在于，该方法是对激光器输出的激光进行强度调制或相位调制从而获得多谱线泵浦光，所述多谱线泵浦光输入到液芯光纤中，在液芯光纤中形成的后向布里渊StOkes散射光的光谱即为平顶布里渊增益谱。
2.根据权利要求I所述的液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法，其特征在于，所述液芯光纤米用充以CS2和CCl4混合介质的液芯光纤。
3.根据权利要求2所述的液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法，其特征在于，通过改变液芯光纤中的CS2Axi4混合介质的混合比，实现调整获得的平顶布里渊增益谱的带宽变化范围从50MH至1GHz。
4.液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，其特征是，它由激光器(1)、偏振控制器(2)、强度调制器(3)、信号发生器(4)、直流稳压电源(5)、光纤环行器(6)、光纤I禹合器(X)和液芯光纤(8)组成,光纤环行器(6)包括第一端口(6-1)、第二端口(6-2)和第三端口(6-3),激光器(I)的激光输出端连接在偏振控制器(2)的输入端,偏振控制器(2)的输出端与强度调制器(3)的光信号输入端连通，信号发生器(4)的电信号的输出端与强度调制器(3)的电信号输入端连通，直流稳压电源(5)的电源输出端与强度调制器(3)的电源输入端连通，强度调制器(3)的光信号输出端与光纤环行器￠)的第一端口(6-1)连通，光纤环行器￠)的第二端口(6-2)与光纤耦合器(7)的输入端连通，光纤耦合器(7)的输出端与液芯光纤(8)的输入端连通，光纤环行器(6)的第三端口(6-3)的输出端为液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置的平顶布里渊增益谱的输出端。
5.液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，其特征是，它由激光器(I)、偏振控制器(2)、信号发生器(4)、光纤环行器￠)、光纤耦合器(7)、液芯光纤(8)和相位调制器(10)组成，光纤环行器(6)包括第一端口 ￠-1)、第二端口(6-2)和第三端口(6-3),激光器(I)的输出端连接在偏振控制器(2)的输入端,偏振控制器(2)的输出端与相位调制器(10)的光信号输入端连通，信号发生器(4)的电信号的输出端与相位调制器(10)的电信号输入端连通，相位调制器(10)的光信号输出端与光纤环行器(6)的第一端口(6-1)连通，光纤环行器￠)的第二端口(6-2)与光纤耦合器(7)的输入端连通，光纤耦合器(X)的输出端与液芯光纤⑶的输入端连通，光纤环行器(6)的第三端口(6-3)的输出端为液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置的平顶布里渊增益谱的输出端。
6.根据权利要求4或5所述液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，其特征在于，激光器(I)采用线宽为IKHz 1MHz，波长为500nnT2000nm的激光器。
7.根据权利要求4或5所述液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的装置，其特征在于，液芯光纤(8)的长度选取TlOOm之间、内径选取2 μ πΓ Ο μ m之间的液芯光纤。
全文摘要
液芯光纤中基于泵浦调制获得平顶布里渊增益谱的方法及装置，涉及获得平顶布里渊增益谱的方法及装置，它为了解决现有方法及装置中采用的色散位移光纤或标准单模光纤过长、等幅泵浦线较少时无法获得平顶增益谱、以及本征布里渊增益谱不可改变的问题。方法是对激光器输出的激光调制获得多谱线泵浦光，所述多谱线泵浦光输入到液芯光纤中，在液芯光纤中的后向布里渊散射光的光谱即平顶布里渊增益谱。一种装置它由激光器、偏振控制器、强度调制器、信号发生器、直流稳压电源、光纤环行器、光纤耦合器和液芯光纤组成；另一种装置它由信号发生器、光纤环行器、光纤耦合器、液芯光纤和相位调制器组成。适用于获得平顶布里渊增益谱的方法及装置。
文档编号H01S3/20GK102820613SQ201210327338
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者高玮, 毕雅凤, 刘胜男, 孙培敬, 张洪英, 熊燕玲 申请人:哈尔滨理工大学