专利名称：一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，可应用于光纤通信、无线光纤接入、太赫兹波产生、非线性光学等领域。
背景技术：
由于在科学上的重要性和在光通信、传感、测试、微波和太赫兹波产生、光脉冲产生等领域的潜在应用，光纤激光器得到了科技工作者的普遍关注。光纤激光器的波长选择器件可以是光纤环镜、双环滤波器、光纤布拉格光栅等等。文献[IXiaoying He, XiaFang, Changrui Liao, D. N. Wang, and Junqiang Sun, " A tunable and switchablesingle-longitudinal-mode dual-wavelength fiber laser with a simple linearcavity, " Opt. Express 17，21773-21781 (2009)]研究了基于一对光纤布拉格光栅组成的法布里-珀罗滤波器的线性腔掺铒光纤激光器，实现了波长可开关控制的双波长运作，通过调节窄带光纤布拉格光栅可获得波长选择和开关控制，可应用于无线光纤接入系统的微波信号产生。文献[2 Shilong Pan and Jianping Yao, " A wavelength-switchablesingle-longitudinal-mode dual-wavelength erbium-doped fiber laser forswitchable microwave generation, " Opt. Express 17, 5414-5419 (2009)]实验演不了一个波长可开关控制的双波长运作的掺铒光纤激光器，该激光器具有由一个环形环路和线性驻波臂组成的σ腔结构，可应用于 IOGHz至 50GHz频率可调的微波信号产生系统。文献[3 Eun Joo Jung, Chang-Seok Kim, Young-Geun Han, and Myung YungJeong," Fast-interleaving of dual-wavelength fiber ring laser using switchablefiber Bragg gratings, " Opt. Express 16, 2791-2796 (2008)]研究了波长可开关控制的双波长运作光纤环形激光器，该激光器由两个级联的可开关控制的光纤布拉格光栅的带通滤波器。当前，光纤激光器的发展挑战在于实现宽带范围下的波长可开关控制特性。在这种情况下，人们努力探索采用不同方法实现波长可开关控制的光纤激光器，例如采用光纤布拉格光栅和其他波长选择方法如文献[1-3]。然而，人们很难实现波长可开关控制的具有宽带范围的光纤激光器。本发明提出并设计了一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，主要包括提供光增益的掺铒光纤放大器和支持波长选择的1X40(1路输入通道、40路输出通道)阵列波导光栅。专利申请内容本发明提出并设计了一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，主要包括提供光增益的掺铒光纤放大器和支持波长选择的1X40(1路输入通道、40路输出通道)阵列波导光栅。实验给出了波长可开关控制光纤激光器的激射行为。实验观察到了低泵浦功率双波长激光运作时的激射波长跳跃现象，激光的激射波长跳跃和输出功率可以通过可变光衰减器进行调节本发明解决其技术问题所采用的技术方案是本发明提出并设计了一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，主要·包括提供光增益的掺铒光纤放大器和支持波长选择的1X40(1路输入通道、40路输出通道)阵列波导光栅。通过调节可变光衰减器，可以控制低泵浦功率双波长激光运作时激光的激射波长跳跃和输出功率。本发明的有益效果是本发明提出并设计了一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器；实验观察到了低泵浦功率双波长激光运作时的激射波长跳跃现象 ，激光的激射波长跳跃和输出功率可以通过可变光衰减器进行调节。本发明为光纤通信、无线光纤接入、太赫兹波产生、非线性光学等领域研究提供了支持。
图I所示是低泵浦功率时波长跳跃可开关控制的光纤激光器的实验装置示意图。图I中I是KPS公司生产的掺铒光纤放大器；2是1X40阵列波导光栅，28是阵列波导光栅2的28通道，29是阵列波导光栅2的29通道；3是50%的光耦合器，R是光耦合器3的红色端口，W是光耦合器3的白色端口；4是10 90的光耦合器；5是光谱分析仪AQ6319。图2所示是低泵浦功率时波长跳跃可开关控制的光纤激光器的实验数据，图2 (a)所示是在NO. 29通道激射时的激光光谱，图2(b)、(c)和(d)所示是激光光谱中心波长、激光峰值功率和总功率随光谱分析仪AQ6319扫描光谱次数的变化，图2(e)所示是在NO. 28通道激射时的激光光谱。
具体实施例方式下面结合附图和实施对本发明进一步说明。图I所示是低泵浦功率时波长跳跃可开关控制的光纤激光器的实验装置示意图。图I中I是KPS公司生产的掺铒光纤放大器；2是1X40阵列波导光栅，28是阵列波导光栅2的28通道，29是阵列波导光栅2的29通道；3是50%的光耦合器，R是光耦合器3的红色端口，W是光耦合器3的白色端口；4是10 90的光耦合器；5是光谱分析仪AQ6319。我们任意选择阵列波导光栅中的两个通道作为波长跳跃可开关控制的光纤激光器的波长选择器件。本文中选择1550nm附近的NO. 28和NO. 29通道作为波长选择器件如图I所示。NO. 28通道连接到光耦合器(3)的红色端口，NO. 29通道连接到光耦合器(OCl)的白色端口。当KPS掺铒光纤放大器的两个泵浦电流均为O. 8A(Ip = O. 8A)时，KPS掺铒光纤放大器的输入光功率为-3. 9dBm，输出光功率为20. 6dBm。如此看来，此时激光腔中含有两个波长选择区应当产生双波长激光，然而实验中并未产生双波长激光，而是实验发现了低泵浦功率时激光激射波长跳跃现象。这种情况下的实验数据如图2所示，图2 (a)所示是在NO. 29通道激射时的激光光谱，图2 (b)、(c)和(d)所示是激光光谱中心波长激光峰值功率和总功率随光谱分析仪AQ6319扫描光谱次数的变化，图2(e)所示是在NO. 28通道激射时的激光光谱。首先，我们比较仅NO. 28通道在激光腔中和仅NO. 29通道在激光腔中两种情况下的KPS掺铒光纤放大器的输入光功率。实验发现与NO. 28通道连接的光耦合器(3)的红色端口损耗比与NO. 29通道连接的光耦合器(3)的白色端口损耗大。所以，仅NO. 28通道在激光腔中时KPS掺铒光纤放大器的输入光功率比仅NO. 29通道在激光腔中情况要小，故出现了激光在NO. 29通道激射情况如图2(a)所示。图2 (a)得到，此种情况下激光仅在NO. 29通道激射。激光激射中心波长为1551. 235nm，激光峰值功率是10. 02dBm，-3dB、_10dB和_20dB光谱宽度分别为O. 0169nm、0. 0370nm和O. 060nm。激光激射中心与NO. 28通道间隔
0.808nm。图2 (b)得到，激光激射中心波长随光谱分析仪扫描次数增加几乎不变。图2 (c)和(d)得到，激光峰值功率和总功率随扫描次数的增加变化很小。接下来，我们将一个可变光衰减器放置到阵列波导光栅NO. 29通道和光耦合器(3)的白色端口之间，调节可变光衰减器使得仅NO. 28通道在激光腔时KPS掺铒光纤放大器的输入光功率比仅NO. 29通道在激光腔情况时要大。这种情况下，低泵浦功率时激光激射产生在NO. 28通道。实验可见，低泵浦功率时激光激射波长跳跃现象可以通过调节可变光衰减器进行控制。可广泛应用于光纤 通信全光开关、无线光纤接入、太赫兹波产生、非线性光学等领域。
权利要求
1.一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，其中，低泵浦功率时波长跳跃可开关控制光纤激光器的实验装置中KPS公司生产的掺铒光纤放大器(I)提供光增益； 1X40阵列波导光栅(2)的任意两个通道28和29提供波长选择；50%的光耦合器(3)和 10 : 90的光稱合器(4)实现光稱合；R是光稱合器(3)的红色端口，W是光稱合器(3)的白色端口 ；光谱分析仪AQ6319(5)用于激光光谱实验测量分析。
2.根据权利要求I所述的光纤激光器，其特征在于KPS掺铒光纤放大器的两个泵浦电流均为O. 8A(IP = O. 8A)低功率泵浦时，产生激光激射波长跳跃现象，激光激射波长跳跃现象可以通过调节可变光衰减器进行控制；调节可变光衰减器，当对应28通道损耗大于对应 29通道损耗时，激光仅在NO. 29通道激射，激光激射中心波长为1551. 235nm，激光峰值功率是 10. 02dBm, _3dB、-IOdB 和 _20dB 光谱宽度分别为 O. 0169nm、0. 0370nm 和 O. 060nm ;激光激射中心与NO. 28通道间隔O. 808nm ;当对应28通道损耗小于对应29通道损耗时，激光仅在NO. 28通道激射步；可以通过调节可变光衰减器控制激光腔的损耗环节，从而控制激光激射波长跳跃。
全文摘要
本发明提出了一种新型宽带宽、波长跳跃可开关控制的光纤激光器，其中，低泵浦功率时波长跳跃可开关控制光纤激光器的实验装置中KPS公司生产的掺铒光纤放大器(1)提供光增益；1×40阵列波导光栅(2)的任意两个通道28和29提供波长选择；50％的光耦合器(3)和10∶90的光耦合器(4)实现光耦合；R是光耦合器(3)的红色端口，W是光耦合器(3)的白色端口；光谱分析仪AQ6319(5)用于激光光谱实验测量分析。低泵浦功率运作时产生激光激射波长跳跃现象，激光的激射波长跳跃和输出功率可以通过可变光衰减器进行调节。
文档编号H01S3/10GK102931571SQ201110232068
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者郑宏军, 吴重庆, 刘山亮, 于会山, 黎昕 申请人:聊城大学