CN102208737A - 可调谐多波长产生单元 - Google Patents

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任立勇
韩旭
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Abstract

本发明提供一种可调谐多波长产生单元，其解决了现有激光器输出固定单波长的缺点。该可调谐多波长产生单元，包括输入端和输出端，输入端与光分路器一端连接，光分路器另一端与至少两个光环行器的第一端口连接，各光环行器的第二端口分别与光纤布拉格光栅(FBG)连接，各光环行器的第三端口分别与光耦合器连接，光环行器的数量与FBG的数量相同；各FBG设置在周期调节机构上。该可调谐多波长产生单元有效地解决固定波长激光器的不足之处。

Description

可调谐多波长产生单元
技术领域
本发明涉及一种可调谐多波长产生单元，尤其涉及基于压电陶瓷驱动光纤布拉格光栅(FBG)的可调谐多波长产生单元。
背景技术
光纤激光器是在掺杂光纤放大器技术基础上发展起来的。光纤激光器的波导式结构和可容强光泵浦特性，使其具有输出功率高、光束质量好、转换效率高、阈值低、线宽窄、输出波长多、兼容性好及结构简单等诸多优点，在光纤通信、光纤传感、军事、工业加工、光信息处理和全色显示等领域有着广阔的应用前景。特别是可调谐多波长产生技术在可调谐多波长光纤激光器中扮演着极其重要的角色。
目前通信用激光器主要是半导体激光器，其输出波长是固定单一的。随着光纤通信系统的不断发展，现代光纤波分复用通信系统正朝着信道数目越来越多的方向发展。提供多路信号最直接的方法就是采用多个固定波长的激光器。但这种方法存在以下两个明显的缺点：
1.随着密集波分复用(DWDM)技术的发展，系统中的波长数达到了数十甚至上百个。对于需要提供保护的场合，每个波长的备份必须由相同输出波长的激光器提供，这样导致了备份激光器数量的增加，成本上升。
2.由于固定波长激光器需要用波长来区分，激光器的数量和类别随着波长数的增加而不断增加。如果要支持光网络中动态波长分配，提高网络的灵活性，则需要配备大量不同波长的固定波长激光器，因而每个激光器的使用率降低，造成资源浪费。
发明内容
本发明目的是提供一种可调谐多波长产生单元，其解决了现有激光器输出固定单波长的缺点。
本发明的技术解决方案是：
该可调谐多波长产生单元，包括输入端和输出端，输入端与光分路器一端连接，光分路器另一端与至少两个光环行器的第一端口连接，各光环行器的第二端口分别与FBG连接，各光环行器的第三端口分别与光耦合器连接，光环行器的数量与FBG的数量相同；各FBG设置在周期调节机构上。
根据不同的情况，可以将各FBG分别设置在单独周期调节机构上，每一个FBG对应一个周期调节机构，也可以将各FBG均设置在一个周期调节机构上。
上述可调节FBG周期的机构以压电陶瓷为佳，压电陶瓷与压电陶瓷驱动电源连接。
上述各FBG之间以平行设置为佳，其中心波长之间的间隔以0.2nm为佳。
本发明的优点是：
1、该可调谐多波长产生单元可以有效地解决固定波长激光器的不足之处，不仅能同时产生多个波长的激光，使发射端的设计更为紧凑、经济；而且激光器输出的波长还可调谐，适用于光纤通信网络中波长动态分配的情况，从而可提高网络的灵活性。
2、该可调谐多波长产生单元能胜任恶劣的工作环境，对灰尘、振荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
3、该可调谐多波长产生单元由于压电陶瓷驱动电源的电压调节范围为0～150V，该激光器单个独立波长调谐精度为0.00495nm/V，调谐范围0.7425nm。
附图说明
图1是可调谐多波长产生单元的结构示意图。
具体实施方式
本发明的原理是：首先对一个波段的光进行分光，将其分成至少两组相同的光；使经处理的各路光分别进入光环行器；经光环行器后的各路光分别进入FBG，通过调节各FBG的周期来改变各光纤布拉格波长，调节至所需的周期后，FBG将反射与其布拉格波长相同的光，不同波长的光透射出FBG；经FBG反射的光返回光环行器；其中各个FBG通过同一个调节装置进行调节；也可以各个FBG分别通过一个调节装置进行调节；FBG通过调节装置进行调节具体是，将FBG设置于压电陶瓷上，通过改变压电陶瓷的长度来改变FBG的长度，而压电陶瓷长度的改变具体是，压电陶瓷与压电陶瓷驱动电源连接，调节压电陶瓷驱动电源改变压电陶瓷的长度；最后将各路光进行耦合后输出。
基于上述原理的可调谐多波长产生单元，其包括输入端和输出端，输入端与光分路器一端连接，光分路器另一端与至少两个光环行器的第一端口连接，各光环行器的第二端口分别与FBG连接，各光环行器的第三端口分别与光耦合器连接，光环行器的数量与FBG的数量相同；各FBG设置在周期调节机构上，各FBG可以分别设置在周期调节机构上，也可以均设置在一个周期调节机构上，可调节FBG周期的机构是压电陶瓷，压电陶瓷与压电陶瓷驱动电源连接。各FBG平行设置，且其中心波长之间的间隔为0.2nm。
实施例1
如图1所示：光进入1×N光分路器的输入端口，1×N光分路器将入射光分为N路，N路光分别从1×N光分路器的N个输出端口输出。
然后N路光分别进入相互对应的光环行器1～N的Port 1端口，N路光分别经光环行器1～N后，从光环行器1～N的Port 2端口输出，进入相互对应的N根中心波长为1550nm附近的，且中心波长间隔约为0.2nm的FBG中。
N路光分别进入相互对应的N根FBG，N根FBG平行地粘贴于同一个压电陶瓷，或者分别粘贴在相互对应的N个压电陶瓷上，沿着FBG的长度方向给压电陶瓷加载电压，调节压电陶瓷驱动电源改变压电陶瓷的长度，从而改变了粘贴在压电陶瓷上的FBG光栅周期；根据光纤布拉格反射条件，反射光的中心波长也随之改变；凡是满足FBG布拉格反射条件的光就会被反射。
被反射的光分别进入相互对应的光环行器1～N的Port 2端口，再次经过光环行器1～N，从光环行器1～N的Port 3端口输出；光从光环行器1～N的Port 3端口输出后，分别进入相互对应的N×1光耦合器的N个输入端口。N×1光耦合器将N路光耦合成一路光，然后合路光从N×1光耦合器的输出端口输出，这样就形成了N个波长的光。
将中心波长为1550nm附近的，且中心波长间隔约为0.2nm的N个FBG平行地粘贴于同一个压电陶瓷，或者分别粘贴在相互对应的N个压电陶瓷上，沿着FBG的长度方向给压电陶瓷加载电压，调节压电陶瓷驱动电源改变压电陶瓷的长度，从而改变了粘贴在压电陶瓷上的FBG光栅周期，达到调节各个FBG的滤波和波长选择特性的目的，最终实现可调谐的多波长(N波长)光纤激光输出。

Claims (6)

1.一种可调谐多波长产生单元，包括输入端和输出端，其特征在于：所述的输入端与光分路器一端连接，光分路器另一端与至少两个光环行器的第一端口连接，各光环行器的第二端口分别与FBG连接，各光环行器的第三端口分别与光耦合器连接，光环行器的数量与FBG的数量相同；所述各FBG设置在周期调节机构上。
2.根据权利要求1所述的可调谐多波长产生单元，其特征在于：所述各FBG分别设置在单独周期调节机构上，每一个FBG对应一个周期调节机构。
3.根据权利要求1所述的可调谐多波长产生单元，其特征在于：所述各FBG均设置在一个周期调节机构上。
4.根据权利要求1至3任一所述的可调谐多波长产生单元，其特征在于：所述的可调节FBG周期的机构是压电陶瓷，所述压电陶瓷与压电陶瓷驱动电源连接。
5.根据权利要求4所述的可调谐多波长产生单元，其特征在于：所述各FBG平行设置，且其中心波长之间的间隔为0.2nm。
6.根据权利要求5所述的可调谐多波长产生单元，其特征在于：所述压电陶瓷驱动电源的电压调节范围为0～150V。
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PB01 Publication
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