CN100416396C - 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备 - Google Patents

线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN100416396C
CN100416396C CNB2006100528817A CN200610052881A CN100416396C CN 100416396 C CN100416396 C CN 100416396C CN B2006100528817 A CNB2006100528817 A CN B2006100528817A CN 200610052881 A CN200610052881 A CN 200610052881A CN 100416396 C CN100416396 C CN 100416396C
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
amplifier
wavelength
erbium
coupler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006100528817A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1904710A (zh
Inventor
陈达如
秦山
何赛灵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CNB2006100528817A priority Critical patent/CN100416396C/zh
Publication of CN1904710A publication Critical patent/CN1904710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100416396C publication Critical patent/CN100416396C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于光纤拉曼放大器掺铒光纤放大器混合增益的线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法以及设备。本发明包括通过光纤串联的光纤环形镜、光耦合器、光纤拉曼放大器、掺铒光纤放大器和Sagnac环形滤波器。Sagnac环形滤波器包括通过光纤串联在高双折射率光纤两端的两个偏振控制器，两个偏振控制器的另一端分别和3dB光耦合器的同向端口连接。本发明的光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器的混合使用抑制了掺铒光纤放大器的波长竞争特性，实现了光纤激光器多波长的稳定输出。

Description

线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备
技术领域
本发明属于光纤激光器领域，特别涉及了一种基于光纤拉曼放大器掺铒光纤放大器混合增益的线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法以及设备。
背景技术
随着光通信技术及光纤传感技术的发展，多波长光纤激光器日益成为人们关注的热点。多波长光纤激光器具有多波长输出、成本低、光纤兼容等优点，在光通信系统、传感系统、工业加工、监测等领域有重要的应用。作为目前最为常用的掺铒光纤激光器在实现多波长工作时面临一个困难，即常温下的掺铒光纤具有很大的均匀增益线宽(多个波长之间存在强烈的增益竞争而导致输出功率不稳定)。已经有一些技术被用来解决掺铒光纤激光器不同波长之间增益竞争的问题。比如采用液氮将掺铒光纤冷却到液氮温度(77K)，在这样的低温环境下，掺铒光纤的均匀展宽能够被有效的抑制从而实现光纤激光器多波长工作。又比如采用频移反馈技术或是采用特种光纤(如高非线性光子晶体光纤)。少数的几种实现常温下掺铒光纤激光器的多波长工作的方法存在激光器系统系统复杂成本高或是需要特殊光纤等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于光纤拉曼放大器掺铒光纤放大器混合增益的线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法，同时提供实现该方法的设备。
本发明的方法包括以下步骤：
(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光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器；
(2)根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出波长间隔，选用高双折射率光纤组成Sagnac环形滤波器，波长间隔Δλ和中心波长λ、高双折射率光纤双折射率Δn及长度L存在如下关系：
Δλ＝λ2/(Δn·L)    (1)
(3)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纤环形镜和光耦合器，光耦合器输出功率分比范围为1∶1～1∶99；
(4)将步骤(1)、(2)和(3)中的光纤环形镜、光耦合器、光纤拉曼放大器、掺铒光纤放大器和Sagnac环形滤波器通过光纤串联，其中光耦合器、光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器以六种排列顺序中的任何一种顺序进行串联，串联后的两端分别与光纤环形镜和Sagnac环形滤波器连接；
(5)开启掺铒光纤放大器、光纤拉曼放大器，调节Sagnac环形滤波器中的两个偏振控制器，激光器实现多波长输出。
实现本发明方法的线型结构光纤激光器包括通过光纤串联的光纤环形镜、光耦合器、光纤拉曼放大器、掺铒光纤放大器和Sagnac环形滤波器，其中光耦合器小分比端口作为激光输出端口。Sagnac环形滤波器包括通过光纤串联在高双折射率光纤两端的两个偏振控制器，两个偏振控制器的另一端分别和3dB光耦合器的同向端口连接。
所述的串联是将光纤环形镜连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接光纤拉曼放大器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
所述的串联是将光纤环形镜连接光纤拉曼放大光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
所述的串联是将光纤环形镜连接光纤拉曼放大器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
所述的串联是将光纤环形镜连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接光纤拉曼放大器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
所述的串联是将光纤环形镜连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接光纤拉曼放大器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
所述的串联是将光纤环形镜连接光纤拉曼放大器的一端，光纤拉曼放大器的另一端连接掺铒光纤放大器的一端，掺铒光纤放大器的另一端连接光耦合器的一端，光耦合器的另一端连接Sagnac环形滤波器。
本发明主要适用于在光通信、光传感。本发明采用了光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器的混合增益，由于在常温下光纤拉曼放大器是基于非均匀展宽的介质实现光放大的功能，光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器的混合使用抑制了掺铒光纤放大器的波长竞争特性，从而实现了光纤激光器多波长的稳定输出。
附图说明
图1为本发明的一个结构示意图；
图2为本发明的另一结构示意图；
图3为本发明的又一结构示意图；
图4为本发明的又一结构示意图；
图5为本发明的又一结构示意图；
图6为本发明的又一结构示意图；
图7为本发明一实施例的激光输出频谱图。
具体实施方式
选用增益范围为1560nm至1570nm的光纤拉曼放大器3和掺铒光纤放大器4；选用工作范围为1530nm至1580nm的光纤环形镜光1和光耦合器2，光耦合器2小分比(2％)的端口作为激光输出端口。Sagnac环形滤波器9包括通过光纤串联在高双折射率光纤7两端的一个偏振控制器6和另一个偏振控制器8，两个偏振控制器的另一端分别和3dB光耦合器5的同向端口连接。高双折射率光纤7长度为15.2m，双折射率为0.00032。根据公式(1)，输出波长间隔为0.5nm。
如图1所示，采用第一种结构，光纤环形镜光1连接光耦合器2的一端，光耦合器2的另一端连接光纤拉曼放大器3的一端，光纤拉曼放大器3的另一端连接掺铒光纤放大器4的一端，掺铒光纤放大器4的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
如图2所示，采用第二种结构，光纤环形镜光1连接光耦合器2的一端，光耦合器2的另一端连接掺铒光纤放大器3的一端，掺铒光纤放大器3的另一端连接光纤拉曼放大器4的一端，光纤拉曼放大器4的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
如图3所示，采用第三种结构，光纤环形镜光1连接光纤拉曼放大器3的一端，光纤拉曼放大器3另一端连接光耦合器2的一端，光耦合器2的另一端连接掺铒光纤放大器4的一端，掺铒光纤放大器4的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
如图4所示，采用第四种结构，光纤环形镜光1连接掺铒光纤放大器4的一端，掺铒光纤放大器4的另一端连接光耦合器2的一端，光耦合器的另一端连接光纤拉曼放大器3的一端，光纤拉曼放大器3的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
如图5所示，采用第五种结构，光纤环形镜光1连接掺铒光纤放大器4的一端，掺铒光纤放大器4的另一端连接光纤拉曼放大器3的一端，光纤拉曼放大器3的另一端连接光耦合器2的一端，光耦合器2的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
如图6所示，采用第六种结构，光纤环形镜光1连接光纤拉曼放大器3的一端，光纤拉曼放大器3的另一端连接掺铒光纤放大器4的一端，掺铒光纤放大器4的另一端连接光耦合器2的一端，光耦合器2的另一端连接Sagnac环形滤波器9。
开启光纤拉曼放大器3和掺铒光纤放大器4，调节Sagnac环形滤波器中的一个偏振控制器6和另一个偏振控制器8，我们得到12个波长稳定输出的多波长光纤激光器的输出谱如图7(a)所示，多波长光纤激光器的输出稳定，如图7(b)所示在15分钟的连续扫描中激光器输出抖动小于0.37dB，实现了光纤激光器多波长的稳定输出。

Claims (2)

1. 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(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光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器；
(2)根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出波长间隔，选用高双折射率光纤组成Sagnac环形滤波器，波长间隔Δλ和中心波长λ、高双折射率光纤双折射率Δn及长度L存在如下关系：
Δλ＝λ2/(Δn·L)
(3)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纤环形镜和光耦合器，光耦合器输出功率分比范围为1∶1～1∶99；
(4)将步骤(1)、(2)和(3)中的光纤环形镜、光耦合器、光纤拉曼放大器、掺铒光纤放大器和Sagnac环形滤波器通过光纤串联，其中光耦合器、光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器以六种排列顺序中的任何一种顺序进行串联，串联后的两端分别与光纤环形镜和Sagnac环形滤波器连接；
(5)开启掺铒光纤放大器、光纤拉曼放大器，调节Sagnac环形滤波器中的两个偏振控制器，激光器实现多波长输出。
2. 采用权利要求1方法的线型结构光纤激光器，其特征在于该线型结构光纤激光器包括通过光纤串联的光纤环形镜、光耦合器、光纤拉曼放大器、掺铒光纤放大器和Sagnac环形滤波器，其中光耦合器、光纤拉曼放大器和掺铒光纤放大器以六种排列顺序中的任何一种顺序进行串联，串联后的两端分别与光纤环形镜和Sagnac环形滤波器连接；光耦合器小分比端口作为激光输出端口；所述的Sagnac环形滤波器包括通过光纤串联在高双折射率光纤两端的两个偏振控制器，两个偏振控制器的另一端分别和3dB光耦合器的同向端口连接。
CNB2006100528817A 2006-08-10 2006-08-10 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备 Expired - Fee Related CN100416396C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100528817A CN100416396C (zh) 2006-08-10 2006-08-10 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100528817A CN100416396C (zh) 2006-08-10 2006-08-10 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1904710A CN1904710A (zh) 2007-01-31
CN100416396C true CN100416396C (zh) 2008-09-03

Family

ID=37674004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100528817A Expired - Fee Related CN100416396C (zh) 2006-08-10 2006-08-10 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100416396C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010066282A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-17 Nokia Siemens Networks Oy Coherent optical system comprising a tunable local oscillator
CN101771232B (zh) * 2008-12-31 2012-07-11 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种输出率可变的σ腔超短脉冲光纤激光器
CN102098107B (zh) * 2011-01-13 2013-11-13 浙江大学 超宽带脉冲信号发生器
CN102410990B (zh) * 2011-08-01 2013-08-21 暨南大学 一种高灵敏度微纳光纤折射率传感器及其制备方法
CN103368045A (zh) * 2013-07-04 2013-10-23 中国科学院上海光学精密机械研究所 基于全光纤慢光元件的窄线宽单频光纤激光器
CN110658662B (zh) * 2019-08-27 2020-11-27 同济大学 一种基于mm-edfa混合多模放大器及实现方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040141226A1 (en) * 2003-01-13 2004-07-22 Alcatel Raman amplifier and method for pumping a Raman amplifier
CN2631132Y (zh) * 2003-07-03 2004-08-04 复旦大学 一种混合型宽带光纤放大器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040141226A1 (en) * 2003-01-13 2004-07-22 Alcatel Raman amplifier and method for pumping a Raman amplifier
CN2631132Y (zh) * 2003-07-03 2004-08-04 复旦大学 一种混合型宽带光纤放大器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多波长光纤激光器的研究. 何忠蛟，陈达如，黄峰，马养武.光学仪器，第25卷第4期. 2003
多波长光纤激光器的研究. 何忠蛟，陈达如，黄峰，马养武.光学仪器，第25卷第4期. 2003 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1904710A (zh) 2007-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100416396C (zh) 线型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备
Han et al. Lasing wavelength and spacing switchable multiwavelength fiber laser from 1510 to 1620 nm
CN103840359B (zh) 一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器
Kim et al. Tunable multi-wavelength all-fiber Raman source using fiber Sagnac loop filter
CN202333431U (zh) 一种22GHz间隔多波长布里渊环形腔光纤激光器
CN110048295B (zh) 基于Sagnac环的波长间隔可调谐单双波长光纤激光器
CN101557071A (zh) 多波长和锁模可转换的掺铒光纤激光器及其实现方法
CN100428041C (zh) 环型结构光纤激光器多波长稳定输出的方法和设备
CN102608825B (zh) 一种实现多频光梳的方法和系统
Boggio et al. 155-nm continuous-wave two-pump parametric amplification
CN101752776B (zh) 一种获得多波长激光的方法及设备
Pérez-Herrera et al. Stability comparison of two ring resonator structures for multiwavelength fiber lasers using highly doped Er-fibers
CN108418086B (zh) 一种全光纤高阶模布里渊光纤激光器
Liu et al. Multiwavelength erbium-doped fiber laser based on nonlinear polarization rotation assisted by four-wave-mixing
Okamura Automatic optical loss compensation with erbium-doped fiber amplifier
Meng et al. Tunable double-clad ytterbium-doped fiber laser based on a double-pass Mach–Zehnder interferometer
CN201004143Y (zh) 一种线型结构多波长光纤激光器
Guo et al. Temperature-tuned two-segment highly-nonlinear fiber with increased stimulated Brillouin scattering threshold
CN112448256B (zh) 一种同时实现锁模与可切换单双波长的光纤激光器
CN200983464Y (zh) 一种环型结构多波长光纤激光器
Fernandez-Vallejo et al. Comparison of the stability of ring resonator structures for multiwavelength fiber lasers using Raman or Er-doped fiber amplification
CN113572003B (zh) 一种基于双Sagnac环的通道间隔可调谐多波长光纤激光器
Cheng et al. Tunable and switchable dual-wavelength Er-doped fiber ring laser using ASEs
Cheng Eight-wavelength EDF laser combining tilted fiber grating with sampled fiber grating
CN201576884U (zh) 一种获得多波长激光的设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080903

Termination date: 20110810