CN101483306A - C+l带多波长光纤激光器 - Google Patents
C+l带多波长光纤激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101483306A CN101483306A CNA2009100677529A CN200910067752A CN101483306A CN 101483306 A CN101483306 A CN 101483306A CN A2009100677529 A CNA2009100677529 A CN A2009100677529A CN 200910067752 A CN200910067752 A CN 200910067752A CN 101483306 A CN101483306 A CN 101483306A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- wavelength
- coupler
- output
- optical
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
本发明涉及光纤激光器领域，涉及一种C+L带多波长光纤激光器，包括：光纤环形腔，光纤环形镜，高双折射光纤环形镜和反馈腔，光纤环形腔由第一输出耦合器、第一半导体光放大器、第一光隔离器、第二半导体光放大器、第二光隔离器、光纤环形器、第一3dB耦合器两端、第一光纤偏振控制器依次相连组成，输出耦合器的输出端接反馈腔；所述的光纤环形器经第二3dB耦合器与未泵浦的掺铒光纤相连，构成光纤环形镜；第一3dB耦合器的另外两端之间依次连接高双折射光纤和第二光纤偏振控制器，构成高双折射光纤环形镜。本发明输出波长范围从L带拓展到C+L带，输出波长数目也有所增加，输出波长间隔满足100GHz，并整体在50GHz范围内连续可调。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光器领域，尤其是C+L带多波长光纤激光器。
背景技术
多波长光纤激光器具有与光纤及光纤器件兼容、线宽窄、输出功率高、低强度噪音、稳定性优良、可以同时输出两个以上波长等优点，在光纤通信、光传感和高分辨率光学测试等领域有着重要的应用。尤其近年来随着光纤通信中密集波分复用(DWDM)系统的迅猛发展，多波长光纤激光器作为波长路由网络中的重要光源可以有效地避免信道冲突，更是成为研究热点。
就目前实际商用的产品而言，多波长激光器主要是通过使用多个独立的分布反馈激光器二极管(DFB—LD)或者单片集成的多波长激光阵列而得到的，其主流产品主要是4、8、16、32信道。半导体多波长光源在体积、集成度和价格等方面易于实现商品化，但是制造难度较大而且输出波长不可能与所要求的信道对应，存在一定的误差。半导体多波长光源存在一个难以克服的缺陷，即它的输出功率和发射波长对环境稳定和注入电流的变化敏感，这样很难实现多个波长的均衡功率输出和满足ITU规定的波长间隔。为此，需要一个自动控制系统来防止波长误差和功率波动。从而使整个激光器变得十分复杂和昂贵。此外，目前波分复用系统的信道间隔在200GHz(1.6nm)或100GHz(0.8nm)，当采用密集波分复用方式时，信道间隔仅为50GHz(0.4nm)，这对激光器的材料生长和器件制作工艺都提出了极高的要求。
研究得最早的一类是多波长掺铒光纤激光器，其直接利用掺铒光纤(EDF)的增益特性构成直线腔或环形腔光纤激光器，在腔内插入光纤光栅、F—P标准具等器件提供光反馈并选择激射波长，在C带、L带获得激光输出。但是由于EDF均匀加宽特性的限制，在波长间隔较小时，激光波长的稳定性随着均匀增益加宽EDF的交叉增益饱和而降低，为了提高多波长输出的稳定性，需要有效地抑制增益竞争，但这些方法提高了激光器的复杂程度和成本。与EDF相比，半导体光放大器(SOA)在室温下的均匀加宽线宽在1550nm附近仅有0.6nm，这使得利用SOA构成光纤激光器可以更为轻松地获得符合波分复用(WDM)ITU-T网格的多波长输出。
由于SOA普遍存在增益偏振相关特性，高增益轴对应较长波长而低增益轴对应短波长，因此，当激光器腔内只有一只SOA时，得到的多波长输出偏离SOA的增益峰而向长波长方向移动，结果得到的多波长输出均在L带或C带与L带的交界处，限制了所能获得的波长数量，并在C带产生了空缺。另外单一SOA所能提供的增益有限，限制了输出多波长的数量、功率和功率均匀性。同时做为WDM网络光源还必须考虑到多波长光源的波长间隔和线宽问题。
发明内容
为了克服现有的基于单只SOA的多波长光纤激光器输出在C带产生了空缺和输出波长数量较少的不足，本发明提供一种基于两只SOA级联结构的多波长光纤激光器，利用两只SOA级联的结构将光纤激光器输出波长范围从L带拓展到C+L带，输出波长数目也有所增加，输出波长间隔满足100GHz，并整体在50GHz范围内连续可调，输出波长线宽小于0.1nm，各波长功率差小于3dB。
本发明采用的技术方案是：
一种C+L带多波长光纤激光器，包括：光纤环形腔，光纤环形镜，高双折射光纤环形镜和反馈腔，光纤环形腔由第一输出耦合器、第一半导体光放大器、第一光隔离器、第二半导体光放大器、第二光隔离器、光纤环形器、第一3dB耦合器两端、第一光纤偏振控制器依次相连组成，输出耦合器的输出端接反馈腔；所述的光纤环形器经第二3dB耦合器与未泵浦的掺铒光纤相连，构成光纤环形镜；所述的第一3dB耦合器的另外两端之间依次连接高双折射光纤和第二光纤偏振控制器，构成高双折射光纤环形镜。
作为优选实施方式，本发明的C+L带多波长光纤激光器，所述反馈腔由依次相连的第三光偏振控制器、第二输出耦合器以及设置在光路上的可变光衰减器和法拉第旋转镜构成；相互级联的两个半导体光放大器具有不同的峰值增益；所述的高双折射光纤的长度为5.9m，在1310nm处的拍长为3mm；所述的未泵浦的掺铒光纤长度为1.5米；第一输出耦合器的分束比为50：50；第二输出耦合器的分束比为80：20。
本发明可以带来如下效果：
多波长光纤激光器充分利用光纤的带宽资源，能在C+L带的带宽内输出多波长，输出波长数目也有所增加，由于产生不同波长的个体光源为同一激光器，安装、使用、升级简单易行。光纤激光器输出波长间隔为满足WDM ITU标准的100GHz，并整体在50GHz范围内连续可调，当信道发生冲突、堵塞时，可以迅速启用备用波长，使系统的维护效率和使用寿命得以提高。激光器输出波长线宽小于0.1nm，输出各信道功率均衡，各波长功率差小于3dB。
附图说明
图1是本发明C+L带多波长光纤激光器的结构示意图。
图1中：1.输出耦合器，2.半导体光放大器，3.光隔离器，4.另一个半导体光放大器，5.光隔离器，6.光纤环形器，7.3dB耦合器，8.光纤偏振控制器，9.另一个3dB耦合器，10.未泵浦的掺铒光纤，11.第三个光纤偏振控制器，12.高双折射光纤，13.第二个光纤偏振控制器，14.输出耦合器，15.可变光衰减器，16.法拉第旋转镜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。本发明C+L带多波长光纤激光器的结构，如图1所示。
包括：输出耦合器1，半导体光放大器SOA1，光隔离器，另一个半导体光放大器SOA2，光纤环形器6，3dB耦合器，光纤偏振控制器，未泵浦的掺铒光纤，Hi-Bi光纤，可变光衰减器，16.法拉第旋转镜。调节高双折射光纤环形镜内的偏振控制器PC2，可以控制此光纤环形镜内光的偏振状态从而实现输出波长的整体可调谐，调节激光器腔内的偏振控制器PC1，可以调整腔内的整体增益。
本发明工作时：
当激光器腔内只有一只SOA存在，由于SOA的增益偏振相关性，振荡波长与高增益轴对应而偏向于长波长一侧，结果导致输出波长通常在L带或C带与L带的交界处。当激光器腔内有两只不同峰值增益的SOA存在，可以将信号同时耦合到两个增益轴上，将振荡带宽拓展到短波长一侧，将激光器的振荡带宽和输出功率进一步提高。
高双折射光纤构成的高双折射光纤环形镜起到滤波作用，其工作原理是：(为简单起见，考虑偏振控制器将光旋转90°的情况)在光纤环形镜内相向传输的两束光，一束先沿光纤快轴传输，在接近耦合器处被偏振控制器PC2旋转到慢轴；而逆时针传输的一束先被偏振控制器PC2旋转到慢轴，然后在光纤的慢轴上传输到耦合处。这样相向传输两束光在耦合器处耦合，二者之间存在由于光纤快慢轴折射率差引起的相位差δ(φ)，而高双折射光纤环形镜的反射率R(λ)正是这个相位差的函数，即
R(λ)＝2K(1-K)[1+cos(δ(φ))]，δ(φ)＝2πL(no-ne)/λ
其中，K为耦合器的分束比，λ为光波长，L为光纤长度，no和ne分别为光纤慢轴和快轴的折射率。从式中可以看出，R(λ)是波长的函数，其滤波周期与高双折射光纤的长度有关，因此通过计算选择合适的光纤参数，就可以轻松获得符合WDM ITU标准波长间隔的滤波效果。
未泵浦的掺铒光纤构成的光纤环形镜用来压窄激光器输出线宽，其中一段未泵浦的掺铒光纤等效为一个饱和吸收体，通过掺铒光纤中的驻波引起的周期性空间烧孔可以产生窄带滤波的效果。
反馈腔提供单程的反馈信号，利用这部分反馈结构，将激光腔输出的信号经过3dB耦合器提取出其中的1/2，经过法拉第旋转镜(FRM)和一个20：80耦合器后反馈回激光腔内。反馈回激光腔内的光只单程通过SOA2一次就会被隔离器挡住。当SOA2工作在饱和状态时，反馈回来的信号中强的激光谱线将使SOA2在该波长处饱和程度深，而弱的激光谱线使SOA2的饱和程度浅，从而使激光器腔内振荡的强激光谱线得到的增益低而弱谱线得到的增益高，实现在整个输出带宽内各个波长的功率均匀。
在图1中输出耦合器1的一端与半导体光放大器2的一端相连，半导体光放大器2的另一端与光隔离器3的一端连接，光隔离器3的另一端与另一个半导体放大器4的一端连接，另一个半导体放大器4的另一端与另一个光隔离器5的一端相连接，另一个光隔离器5的另一端与光纤环形器6的一端相连接，光纤环形器6的另一端与3dB耦合器7的1端相连接，3dB耦合器7的4端与光纤偏振控制器8的一端相连接，光纤偏振控制器8的另一端与输出耦合器1的另一端相连接，光纤环形器6的第三端与3dB耦合器9的1端相连接，3dB耦合器9的2端与未泵浦的掺铒光纤10的一端相连接，未泵浦的掺铒光纤10的另一端与3dB耦合器9的3端相连接，3dB耦合器7的2端与与高双折射光纤12的一端相连接，高双折射光纤12的另一端与光纤偏振控制器11的一端相连接，光纤偏振控制器11的另一端与3dB耦合器9的3端相连接，输出耦合器1的输出端与光纤偏振控制器13的一端相连接，光纤偏振控制器13的另一端与输出耦合器14的一端相连接，输出耦合器14的另一端和可变光衰减器15的一端相连接，可变光衰减器15的另一端与法拉第旋转镜的一端相连接。三个偏振控制器8、11和13、输出耦合器1和14、光环形器6、隔离器3和5、高双折射光纤12及未泵浦的掺铒光纤10之间都是通过光纤连接器进行连接。调节高双折射光纤环形镜内的偏振控制器PC2，可以控制此光纤环形镜内光的偏振状态从而实现输出波长的整体可调谐，调节激光器腔内的偏振控制器PC1，可以调整腔内的整体增益。
一个实施例如下：在实验中使用两只不同峰值增益Inphenix的半导体光放大器，输出耦合器1的分束比为50：50和在实验中使用的Hi-Bi光纤在1310nm处的拍长约为3mm，经过计算和实验，取Hi-Bi光纤的长度为5.9m，未泵浦的的EDF(Lucent普通掺杂铒纤MP980)长度为1.5米，输出耦合器14的分束比为80：20。用高双折射光纤环形镜内的偏振控制器(PC2)控制光纤环形镜内光的偏振状态从而实现输出波长的整体可调谐，用激光器腔内的偏振控制器(PC1)调节腔内的整体增益。激光器输出结果送入Ando的AQ-6315A光谱仪进行测量和分析。半导体光放大器、偏振控制器、光纤环形器、可变光衰减器、隔离器和耦合器的尾纤均为普通单模光纤。此多波长光纤激光器输出波长范围在C+L带，输出波长数目随着两只半导体光放大器的偏置电流大小改变而变化，输出波长间隔满足WDM ITU标准的100GHz，压缩后的线宽约为0.19nm，输出各信道功率均衡，各波长功率差小于3dB。
Claims (7)
1.一种C+L带多波长光纤激光器，包括：光纤环形腔，光纤环形镜，高双折射光纤环形镜和反馈腔，光纤环形腔由第一输出耦合器、第一半导体光放大器、第一光隔离器、第二半导体光放大器、第二光隔离器、光纤环形器、第一3dB耦合器两端、第一光纤偏振控制器依次相连组成，输出耦合器的输出端接反馈腔；所述的光纤环形器经第二3dB耦合器与未泵浦的掺铒光纤相连，构成光纤环形镜；所述的第一3dB耦合器的另外两端之间依次连接高双折射光纤和第二光纤偏振控制器，构成高双折射光纤环形镜。
2.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于：所述反馈腔由依次相连的第三光偏振控制器、第二输出耦合器以及设置在光路上的可变光衰减器和法拉第旋转镜构成。
3.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于，相互级联的两个半导体光放大器具有不同的峰值增益。
4.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于，所述的高双折射光纤的长度为5.9m，在1310nm处的拍长为3mm。
5.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于，所述的未泵浦的掺铒光纤长度为1.5米。
6.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于，第一输出耦合器的分束比为50：50
7.根据权利要求1所述的C+L带多波长光纤激光器，其特征在于，第二输出耦合器的分束比为80：20。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100677529A CN101483306A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | C+l带多波长光纤激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100677529A CN101483306A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | C+l带多波长光纤激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101483306A true CN101483306A (zh) | 2009-07-15 |
Family
ID=40880294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009100677529A Pending CN101483306A (zh) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | C+l带多波长光纤激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101483306A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101777727A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-07-14 | 天津大学 | 带有单程反馈的c+l带多波长光纤激光器 |
| CN102394465A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-28 | 江苏省邮电规划设计院有限责任公司 | 一种单纵模、波长可开关光纤激光装置 |
| CN103036135A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-10 | 长春理工大学 | L波段宽带可调谐多波长光纤激光器 |
| CN103618202A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-05 | 北京信息科技大学 | 一种采用c波段掺铒光纤产生c+l波段的宽带光源系统 |
| CN105406332A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 长春理工大学 | 1.7μm波段可调谐掺铥掺铽多波长光纤激光器 |
| CN105406333A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 长春理工大学 | 基于ASE泵浦的1.7μm波段可调谐拉曼光纤激光器 |
-
2009
- 2009-01-20 CN CNA2009100677529A patent/CN101483306A/zh active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101777727A (zh) * | 2010-03-08 | 2010-07-14 | 天津大学 | 带有单程反馈的c+l带多波长光纤激光器 |
| CN102394465A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-28 | 江苏省邮电规划设计院有限责任公司 | 一种单纵模、波长可开关光纤激光装置 |
| CN103036135A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-10 | 长春理工大学 | L波段宽带可调谐多波长光纤激光器 |
| CN103618202A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-05 | 北京信息科技大学 | 一种采用c波段掺铒光纤产生c+l波段的宽带光源系统 |
| CN103618202B (zh) * | 2013-12-09 | 2016-01-27 | 北京信息科技大学 | 一种采用c波段掺铒光纤产生c+l波段的宽带光源系统 |
| CN105406332A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 长春理工大学 | 1.7μm波段可调谐掺铥掺铽多波长光纤激光器 |
| CN105406333A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-16 | 长春理工大学 | 基于ASE泵浦的1.7μm波段可调谐拉曼光纤激光器 |
| CN105406332B (zh) * | 2015-12-23 | 2018-11-23 | 长春理工大学 | 1.7μm波段可调谐掺铥掺铽多波长光纤激光器 |
| CN105406333B (zh) * | 2015-12-23 | 2018-11-23 | 长春理工大学 | 基于ASE泵浦的1.7μm波段可调谐拉曼光纤激光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Talaverano et al. | Multiwavelength fiber laser sources with Bragg-grating sensor multiplexing capability | |
| He et al. | Tunable and switchable dual-wavelength single-longitudinal-mode erbium-doped fiber lasers | |
| Giles et al. | Simultaneous wavelength-stabilization of 980-nm pump lasers | |
| CN100444480C (zh) | 一种环形腔可调谐单频单偏振光纤激光器 | |
| CN202333431U (zh) | 一种22GHz间隔多波长布里渊环形腔光纤激光器 | |
| CN103247934B (zh) | 宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器 | |
| CN103840359A (zh) | 一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器 | |
| CN101483306A (zh) | C+l带多波长光纤激光器 | |
| Zhang et al. | Wavelength-tunable thulium-doped fiber laser with sampled fiber Bragg gratings | |
| Feng et al. | Switchable multiwavelength erbium-doped fiber laser with a multimode fiber Bragg grating and photonic crystal fiber | |
| KR100319748B1 (ko) | 출력 등화된 광대역 다채널 광섬유 레이저 | |
| CN1295822C (zh) | 可转换双波长掺杂光纤激光器 | |
| CN201656245U (zh) | 光纤传感用波长可调谐光源 | |
| CN202260110U (zh) | 一种窄线宽可调谐的多波长光纤激光器 | |
| CN101656396A (zh) | 基于半导体光放大器的具有超密波长间隔的可调谐多波长光纤激光器 | |
| CN101777727A (zh) | 带有单程反馈的c+l带多波长光纤激光器 | |
| Pérez-Herrera et al. | Stability comparison of two ring resonator structures for multiwavelength fiber lasers using highly doped Er-fibers | |
| CN104993362A (zh) | 基于soa和f-p滤波器的多波长可调谐光纤激光器 | |
| CN109494555A (zh) | 基于级联光栅结合Sagnac环的可调光纤激光器 | |
| CN106911061B (zh) | 可调谐布里渊拉曼多波长光纤激光器 | |
| Ahmad et al. | High power dual-wavelength tunable fiber laser in linear and ring cavity configurations | |
| CN1435922A (zh) | 一种可变波长输出光纤激光器 | |
| CN101459312B (zh) | 输出波长与功率稳定的可调谐单频掺铒光纤环形腔激光器 | |
| Bellemare et al. | Multifrequency erbium-doped fiber ring lasers anchored on the ITU frequency grid | |
| CN201263040Y (zh) | 基于awg和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090715 |