专利名称：L波段宽带可调谐多波长光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于掺铒铋光纤的L波段布里渊多波长宽带可调谐线形腔光纤激光器。
背景技术：
多波长光纤激光器因具有效率高、阈值低、可调谐、紧凑小巧、与传输光纤兼容性好等优点，在密集波分复用系统(DWDM)中有着重要的应用，在高精度光谱分析、光传感技术、光器件检测等诸多技术领域中具有潜在的应用前景。多波长光纤激光器大多在掺铒光纤激光器基础上米用梳状滤波器，形成多波长谐振，梳状滤波器的缺点是宽带可调谐性差、稳定性不高、实现窄线宽输出工艺复杂等，限制了多波长光纤激光器的应用。 受激布里渊散射过程可以看成是一个泵浦光子的湮灭，同时产生一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，是室温下产生多波长输出的有效方法，其线宽窄、输出稳定、可调谐范围大，是未来多波长光纤激光器技术的发展方向，具有广阔的应用前景。由于布里渊泵浦光功率的限制，需采用掺铒光纤放大以满足多级阈值条件而产生更多的斯托克斯光，而更长的掺铒光纤才能具有足够的吸收实现L波段的信号增益，增加了腔内的光损耗，也制约了可调谐性。
发明内容
本发明为解决现有技术中多波长光纤激光器宽带可调谐性差、稳定性不高、实现窄线宽输出工艺复杂等问题，针对L波段多波长布里渊光纤激光器的结构特点，提出了一种基于一段长度较短的掺铒铋光纤的L波段宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器。本发明采取以下技术方案L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，包括可调谐布里渊泵浦、输入耦合器、环行器、波分复用器、1480 nm泵浦激光器、掺铒铋光纤、单模光纤、输出耦合器；可调谐布里渊泵浦通过输入耦合器的端口 a进入线形腔光纤激光器，输入耦合器的端口 b与环行器的端口 d连接，环行器的端口 f与输入耦合器的端口 c连接，环行器的端口 e与波分复用器的端口 g连接，1480 nm泵浦激光器通过波分复用器的端口 h进入激光谐振腔，可调谐布里渊泵浦光和1480 nm泵浦光通过波分复用器的端口 i耦合进掺铒铋光纤产生L波段高增益，掺铒铋光纤与单模光纤连接，被掺铒铋光纤放大了的布里渊泵浦光在单模光纤中产生反向传输的斯托克斯光，单模光纤再与输出耦合器的端口 j连接，输出耦合器的端口 k和端口 I采用光纤连接，输出耦合器的端口 m作为光输出。所述可调谐布里渊泵浦的波长调谐范围1520-1630 nm。所述输入稱合器的端口 a分光为50%,端口 c的分光为50%。所述波分复用器为1480/1590 nm波分复用器,端口 g为1590 nm光输入,端口 h为1480 nm光输入。
所述的掺铒铋光纤为50 Cm，纤芯折射率为2. 03，包层折射率为2. 02，在1530 nm处的峰值吸收为219 dB/m，增益带宽78 nm。所述掺铒铋光纤与单模光纤的连接采用毛细管连接。所述单模光纤的长度为10 km。所述输出耦合器的第端口 j为60%端口，端口 m为40%端口。输出多波长数为11个，波长间隔O. 088 nm。多波长输出可调谐范围1555 nm至1620 nm,可调谐带宽为65 nm。本发明的有益效果是在技术方案中米用两个稱合器和一个环行器作为输入输出，能够较好地将光信号反馈回单模光纤中而不断的产生受激布里渊散射；采用掺铒铋光纤不断的放大光信号而达到高阶斯托克斯光阈值；利用掺铒铋光纤和单模光纤共同作为增益介质；并通过调谐布里渊泵浦输入光波长实现可调谐多波长激光输出。本发明采用高掺铒的短铋光纤作为增益介质，能够有效的减少光纤长度，提高L波段光增益和增益范围。本发明采用掺铒铋光纤和单模光纤共同作为增益介质，通过调谐布里渊泵浦波长实现L波段65 nm宽带输出，相比现有的L波段多波长输出的激光器，其激光输出更稳定、波长可调谐范围更宽，使基于布里渊散射的L波段宽带可调掺铒铋光纤激光器在密集波分复用光通信系统、分布式光纤传感领域的潜力更大，可适用的范围更广泛。本发明激光器的结 构简单、成本低、易与光纤系统集成、输出L波段、波长可宽带调谐、线宽窄、激光输出的稳定性好，其特别适用于光通信、光传感等技术领域。
图1为本发明L波段宽带可调多波长光纤激光器的结构示意图。图2为本发明实施例L波段多波长激光输出的光谱图。图3为本发明实施例L波段多波长激光宽带可调谐输出的光谱图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例作详细说明。如图1所示，L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，包括可调谐布里渊泵浦1、输入率禹合器2、环行器3、波分复用器4、1480 nm泵浦激光器5、掺铒秘光纤6、单模光纤7、输出率禹合器8 ;可调谐布里渊泵浦I通过输入耦合器2的端口 a进入线形腔光纤激光器，输入耦合器2的端口 b与环行器3的端口 d连接，环行器3的端口 f与输入耦合器2的端口 c连接，环行器3的端口 e与波分复用器4的端口 g连接，1480 nm泵浦激光器5通过波分复用器4的端口 h进入激光谐振腔，可调谐布里渊泵浦光和1480 nm泵浦光通过波分复用器4的端口 i耦合进掺铒铋光纤6产生L波段高增益，掺铒铋光纤6与单模光纤7连接，布里渊泵浦光在单模光纤7中产生反向传输的斯托克斯光，单模光纤7再与输出耦合器8的端口 j连接，输出耦合器8的端口 k和端口 I采用光纤连接，输出耦合器8的端口 m作为光输出。可调谐布里渊泵浦I的波长调谐范围1520-1630 nm。输入I禹合器2的端口 a分光为50%,端口 c的分光为50%。波分复用器4为1480/1590 nm波分复用器,端口 g为1590 nm光输入,端口 h为1480 nm光输入。掺铒铋光纤6为50 cm,纤芯折射率为2. 03，包层折射率为2. 02，在1530 nm处的峰值吸收为219 dB/m，增益带宽78 nm。掺铒铋光纤6与单模光纤7的连接采用毛细管连接。单模光纤7的长度为10 km。 输出耦合器8的第端口 j为60%端口，端口 m为40%端口。本发明基于掺铒铋光纤的L波段多波长光纤激光器，1480 nm泵浦激光器5发出的光通过1480/1590 nm波分复用器4泵浦50 cm掺铒铋光纤6，产生L波段增益宽带光，光谱范围1550 nm至1628 nm,带宽78 nm ;可调谐布里渊泵浦I通过输入耦合器2、环行器3和波分复用器4,被50 cm掺铒秘光纤6放大,再注入10 km单模光纤7中，产生反向传输的斯托克斯光，斯托克斯光经50 cm掺铒铋光纤6放大，从1480/1590 nm波分复用器4端口 g输出，通过环行器3的端口 e进入并由端口 f输出，从输入耦合器2的端口 c输入并由端口 b输出，再经环行器3的端口 d进入并由端口 e输出，通过1480/1590 nm波分复用器4被50 cm掺铒秘光纤放大再注入10 km单模光纤7产生反向传输的更高阶斯托克斯光；透过10 km单模光纤7的布里渊泵浦光和各阶斯托克斯光经输出耦合器8的端口 j进入并由端口 k和端口 I输出，再经输出耦合器8的端口 j和端口 m输出，从输出耦合器8的端口 j输出的布里渊泵浦光和各阶斯托克斯光在10 km单模光纤中产生更高阶反向传输的斯托克斯光，这些斯托克斯光再经输出耦合器8的端口 j和端口 m输出，输出耦合器8的端口 m作为L波段多波长光纤激光器的输出；从10 km单模光纤7透射出的被输出I禹合器8反射回谐振腔中的布里渊泵浦光和各阶斯托克斯光再通过50 cm掺铒铋光纤6、1480/1590 nm波分复用器4，被环行器3和输入耦合器2反射回谐振腔中，被放大后再次作为泵浦光。开启可调谐布里渊泵浦I及1480 nm泵浦激光器5，调节可调谐布里渊泵浦I及1480 nm泵浦激光器5的输出功率，控制激光器输出功率。10 km单模光纤7，在可调谐布里渊泵浦I的作用下产生斯托克斯光，在1480 nm泵浦激光器5的作用下，其功率满足产生多波长激光所需的增益。为了尽可能的减少损耗，掺铒铋光纤6与1480/1590 nm波分复用器4的端口 i连接、掺铒铋光纤6与单模光纤7的连接采用毛细管连接，腔内其它各个器件的连接点直接熔接在一起。调节可调谐布里渊泵浦I的输出波长，使产生的高阶斯托克斯光波长在L波段可调谐。如图2所示，通过上述布里渊泵浦过程，光信号不断的被反射和放大，满足更高阶斯托克斯光的阈值条件而产生高阶斯托克斯光，直到光功率不能满足斯托克斯光阈值条件为止，布里渊泵浦光最大注入功率15. 85 mW，在输出耦合器8的端口 m共获得最多11阶斯托克斯光，波长间隔O. 088 nm。如图3所示，调节布里渊泵浦光波长，可以调谐多波长输出范围，多波长输出可调谐范围1555 nm至1620 nm,可调谐带宽为65 nm。本发明L波段宽带可调谐多波长光纤激光输出的过程1、根据所需要获取的L波段宽带可调谐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铋光纤，并根据光纤掺杂浓度和泵浦源功率确定掺铒铋光纤长度。 2、选择工作波长范围覆盖需要获取的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器的输出波长范围的波分复用器、光环行器和光稱合器。
3、开启可调光源和泵浦源，调节可调光源和泵浦源输出功率，调节可调光源的输出波长，L波段多波长激光器实现宽带可调谐输出。本发明可以得到L波段宽带可调谐的多波长激光输出，其通过可调光源的输出波长调节多波长激光输出，随着各种光电器件的不断发展，将会得到更稳定的输出，并且其应用也将更加广泛。以上对本发明的所述实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式
上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护 范围。
权利要求
1.L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征是，包括可调谐布里渊泵浦(I)、输入耦合器(2)、环行器(3)、波分复用器(4)、1480 nm泵浦激光器(5)、掺铒铋光纤(6)、单模光纤(7)、输出耦合器(8);可调谐布里渊泵浦(I)通过输入耦合器(2)的端口 a进入线形腔光纤激光器，输入耦合器(2)的端口 b与环行器(3)的端口 d连接，环行器(3)的端口 f 与输入耦合器(2)的端口 c连接，环行器(3)的端口 e与波分复用器(4)的端口 g连接，1480nm泵浦激光器(5)通过波分复用器(4)的端口 h进入激光谐振腔，可调谐布里渊泵浦光和1480 nm泵浦光通过波分复用器(4)的端口 i耦合进掺铒铋光纤(6)产生L波段高增益，掺铒铋光纤(6)与单模光纤(7)连接，布里渊泵浦光在单模光纤(7)中产生反向传输的斯托克斯光，单模光纤(7)再与输出耦合器(8)的端口 j连接，输出耦合器(8)的端口 k和端口 I米用光纤连接，输出I禹合器(8)的端口 m作为光输出。
2.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，可调谐布里渊泵浦(I)的波长调谐范围1520-1630 nm。
3.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述输入耦合器(2)的端口 a分光为50%，端口 c的分光为50%。
4.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述波分复用器(4)为1480/1590 nm波分复用器，端口 g为1590 nm光输入，端口 h为1480 nm光输入。
5.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述掺铒铋光纤(6)为50 cm，纤芯折射率为2. 03，包层折射率为2. 02，在1530 nm处的峰值吸收为219 dB/m，增益带宽 78 nm。
6.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述掺铒铋光纤(6)与单模光纤(7)的连接采用毛细管连接。
7.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述单模光纤(7)的长度为10 km。
8.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，所述输出耦合器(8 )的第端口 j为60%端口，端口 m为40%端口。
9.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，输出多波长数为11个，波长间隔0. 088 nm。
10.根据权利要求1所述的L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，其特征在于，多波长输出可调谐范围1555 nm至1620 nm,可调谐带宽为65 nm。
全文摘要
L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，属于光信息技术领域，该技术方案可调谐布里渊泵浦通过输入耦合器的端口a进入光纤激光器，输入耦合器的端口b与环行器的端口d连接，环行器的端口f与输入耦合器的端口c连接，环行器的端口e与波分复用器的端口g连接，980nm泵浦激光器通过波分复用器的端口h进入激光谐振腔，可调谐布里渊泵浦光和980nm泵浦光通过波分复用器的端口i耦合进掺铒铋光纤产生L波段高增益，掺铒铋光纤与单模光纤连接，被掺铒铋光纤放大了的布里渊泵浦光在单模光纤中产生反向传输的斯托克斯光，单模光纤再与输出耦合器的端口j连接，输出耦合器的端口k和端口l采用光纤连接，输出耦合器的端口m作为光输出。
文档编号H01S3/16GK103036135SQ20121055905
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者王天枢, 张鹏, 贾青松 申请人:长春理工大学