CN102610988B - 双波长光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双波长光纤激光器，其激光泵浦源与波分复用器的a端口相连，波分复用器的c端口与掺铒光纤的一端相连，掺铒光纤的另一端与第一耦合器的d端口相连，第一耦合器的f端口与隔离器的输出端相连，隔离器的输入端与第二耦合器的2端口相连，第二耦合器的4端口与内嵌双波长FBG对的λ2端相连，第二耦合器的3端口与偏振控制器的一端相连，偏振控制器的另一端与内嵌双波长FBG对的λ1端相连，第二耦合器的1端口与波分复用器的b端口相连；上述各部件之间的连接均采用光纤熔接。本发明克服了现有的双波长光纤激光器存在输出波长功率不稳定以及波长不稳定等缺点，它能获得稳定的双波长输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种双波长光纤激光器。
背景技术
双波长光纤激光器是根据输出激光波长通道数量定义的，顾名思义就是指能够在两个波长位置提供激光输出的由光纤作为传输媒介的激光器。其中，双波长通常是利用光滤波器件(例如光纤光栅)或者特殊结构获得的，本发明是利用内嵌的Sagnac环结构来进行滤波的。
由于光纤激光器结构简单、成本低、体积小和维护简单等特点，其在高速率大容量波分复用光纤通信系统、高精度光纤传感技术和大功率激光等方面呈现出广阔的应用前景和巨大的技术优势。光纤通信的高速发展需要优良的光源做支撑，所以光源在光纤通信系统中具有极为重要的地位。激光器作为一种光源是光纤通信中的关键器件，它提供了光纤通信中所需要的光载波，其性能的优劣直接影响光纤通信系统的整体性能。近年来随着光通信技术领域研究的深入，双波长光纤激光器在孤子脉冲产生、外差干涉测距、光传感、微波射频信号及高重复率超短脉冲产生的研究中均以双波长激光器作为初始光源。而目前的双波长光纤激光器存在输出波长功率不稳定以及波长不稳定等缺点。
发明内容
针对现有的双波长光纤激光器存在输出波长功率不稳定以及波长不稳定等缺点，本发明提供了一种基于内嵌FBG对的Sagnac环结构双波长掺铒光纤环形激光器，它能获得稳定的双波长输出。
本发明采用如下技术方案：双波长光纤激光器，包括激光泵浦源(1)、波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、第一耦合器(4)、隔离器(5)、第二耦合器(6)、偏振控制器(7)、内嵌双波长FBG对(8)，激光泵浦源(1)与波分复用器(2)的a端口相连，波分复用器(2)的c端口与掺铒光纤(3)的一端相连，掺铒光纤(3)的另一端与第一耦合器(4)的d端口相连，第一耦合器(4)的f端口与隔离器(5)的输出端相连，隔离器(5)的输入端与第二耦合器(6)的2端口相连，第二耦合器(6)的4端口与内嵌双波长FBG对(8)的λ2端相连，第二耦合器(6)的3端口与偏振控制器(7)的一端相连，偏振控制器(7)的另一端与内嵌双波长FBG对(8)的λ1端相连，第二耦合器(6)的1端口与波分复用器(2)的b端口相连；上述各部件之间的连接均采用光纤熔接。
优选的，所述的激光泵浦源(1)为980nm的激光泵浦源。
优选的，所述的掺铒光纤(3)采用12m长的掺铒光纤。
优选的，所述的第一耦合器(4)的耦合比为90∶10。
优选的，所述的第二耦合器(6)为3dB耦合器。
本发明是一种基于内嵌光纤Bragg光栅(FBG)对的Sagnac环结构双波长掺铒光纤(EDF)环形激光器，它能实现1554.92nm和1555.2nm的稳定双波长输出，其边模抑制比可达65dB，功率稳定性优于0.2dB，波长稳定性优于0.02nm。基于这些优势，本发明双波长光纤激光器在DWDM系统、分布式光纤传感以及光生微波/毫米波/太赫兹波系统中具有广泛的应用前景。
此外，本发明采用全光纤结构，其损耗低、成本低、易于与光纤系统集成。
附图说明
图1为内嵌双波长光纤光栅的Sagnac环干涉仪滤波器的结构示意图。
图2为光栅对的反射谱。
图3为双波长光纤激光器的结构示意图。
图4为激光器输出波长光谱。
图5为10分钟内对输出波长进行的5次测量。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做详细说明。
参见图1、3，双波长光纤激光器包括980nm的激光泵浦源1、波分复用器2、12m长的掺铒光纤3、耦合比为90∶10的耦合器4、隔离器5以及由一个3dB耦合器6、一个偏振控制器(PC)7和内嵌双波长FBG对8构成的Sagnac环干涉仪滤波器。其中，980nm的激光泵浦源1与波分复用器2的a端口相连，波分复用器2的c端口与12m长的掺铒光纤3的一端相连，12m长的掺铒光纤3的另一端与90∶10的耦合器4的d端口相连。当980nm的激光泵浦源1通过波分复用器2以及掺铒光纤3时，在光纤中产生1550nm波段的宽带光增益。90∶10的耦合器4的e端口连到光谱仪上，90∶10的耦合器4的f端口与隔离器5的输出端相连，隔离器5的输入端与3dB耦合器6的2端口相连，3dB耦合器6的4端口与内嵌双波长FBG对8的λ2端相连，3dB耦合器6的端口3与偏振控制器(PC)7的一端相连，偏振控制器(PC)7的另一端与内嵌双波长FBG对8的λ1端相连，3dB耦合器6的1端口与波分复用器2的b端口相连。上述均采用光纤熔接。
本发明双波长光纤激光器输出的是1550nm波段的稳定的双波长，其采用的Sagnac环干涉仪滤波器结构的原理为：Sagnac环干涉仪滤波器可以将FBG的反射光谱转换成透射光谱，如图1所示，从端口1进入3dB耦合器的入射光束会在端口3和端口4输出功率相等、相位差为π/2的光信号。当输入光的光谱不在光栅的反射带宽内时，两束光都将通过FBG，并分别沿顺时针、逆时针绕环传播一周后在进入耦合器并且发生干涉，而由耦合器所引入的两次相位差相互抵消，使发生干涉的光全部由端口1输出。当输入光正好处于光栅的反射带宽内时，两束光线均会被FBG反射。两束光分别被反射回去，并在耦合器中发生干涉，经两股回来的反射光通过耦合器将引入重复的相位差，所有的光线最终都会从端口2输出。
再经过Sagnac环干涉仪滤波器后产生双波长激光，其中，10％的激光作为输出，90％在激光器谐振腔内提供正反馈。其中，隔离器用于消除腔内反射光，降低噪声。
本实施例获得的1554.92nm和1555.2nm的稳定双波长光纤激光，边模抑制比约为65dB。激光输出的功率稳定性优于0.2dB，波长稳定性优于0.02nm。
本领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本发明的保护范围。
Claims (3)
1.双波长光纤激光器，其特征是包括激光泵浦源（1）、波分复用器（2）、掺铒光纤（3）、第一耦合器（4）、隔离器（5）、第二耦合器（6）、偏振控制器（7）、内嵌双波长FBG对（8），激光泵浦源（1）与波分复用器（2）的a端口采用光纤熔接，波分复用器（2）的c端口与掺铒光纤（3）的一端采用光纤熔接，掺铒光纤（3）的另一端与第一耦合器（4）的d端口采用光纤熔接，第一耦合器（4）的f端口与隔离器（5）的输出端采用光纤熔接，隔离器（5）的输入端与第二耦合器（6）的2端口采用光纤熔接，第二耦合器（6）的4端口与内嵌双波长FBG对（8）的λ2端采用光纤熔接，第二耦合器（6）的3端口与偏振控制器（7）的一端采用光纤熔接，偏振控制器（7）的另一端与内嵌双波长FBG对（8）的λ1端采用光纤熔接，第二耦合器（6）的1端口与波分复用器（2）的b端口采用光纤熔接；所述的激光泵浦源（1）为980nm的激光泵浦源；当980nm的激光泵浦源(1)通过波分复用器(2)以及掺铒光纤(3)时，在光纤中产生1550nm波段的宽带光增益；所述的第一耦合器（4）的耦合比为90:10。
2.如权利要求1所述的双波长光纤激光器，其特征是：所述的掺铒光纤（3）采用12m长的掺铒光纤。
3.如权利要求1所述的双波长光纤激光器，其特征是：所述的第二耦合器（6）为3dB耦合器。
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