CN103441417A - 一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器 - Google Patents

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本发明公开了一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，涉及光纤激光器技术领域，目的在于提供一种能产生多种波长的多波长布里渊-拉曼光纤激光器。其技术方案为：包括布里渊泵浦激光源、环形器、3db耦合器、单模光纤、波分复用器、拉曼泵浦激光源、色散补偿光纤、隔离器。其有益效果在于：长距离单模光纤中的瑞利散射能提供随机分布反馈作用，并将部分光重新反射回色散补偿光纤中，从而有效提高激射效率，产生条数更多，功率均衡的多波长输出；此外，长距离单模光纤中的瑞利散射具有压窄激光线宽的作用，激光线宽窄，从而能对多波长激光起到光谱整形，达到相邻信道间线宽均衡的效果。

Description

一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器
技术领域
    本发明属于光纤激光器技术领域，具体涉及一种多波长布里渊-拉曼光纤激光器。
背景技术
多波长光纤激光器在光纤通信、光纤传感、光学器件特性表征等方面具有重要的应用。最早投入研究的是利用掺铒光纤的增益特性制成的多波长掺铒光纤激光器，之后出现了在多波长掺铒光纤激光器的基础上采用梳妆滤波器形成多波长谐振。随着现代光纤通信的发展，对高速大容量光通信的需求日益增长，而现有的掺铒光纤激光器远不能满足社会发展的需要，密集波分复用（DWDM）作为一种可行的扩容方案，其需要多波长等信道间隔的光源。相比于传统的基于掺饵增益的多波长激光器，基于拉曼增益的多波长布里渊-拉曼激光器具有能产生更多波长数，高稳定性及系统简易等优势。
    多波长布里渊-拉曼激光器的一项重要技术指标是平坦带宽，即在3dB能量差异范围内所产生的多波长覆盖光谱范围。采用多个波长的拉曼泵浦方案可进一步扩大平坦带宽，但同时也会导致系统成本和复杂性的增加。然而，通过对激光器腔体的优化设计并优化拉曼泵浦的功率和波长可以得到最佳的相邻信道间功率和线宽均衡的多波长输出，并进一步保证其可重复性和工作稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多波长线宽窄的多波长布里渊-拉曼光纤激光器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，其特征在于：包括布里渊泵浦激光源、环形器、3db耦合器、长距离单模光纤、波分复用器、拉曼泵浦激光源、色散补偿光纤、隔离器，其中，
布里渊泵浦激光源的输出端与环形器的1端口连接，环形器的端口与3db耦合器的输入端端口连接，3db耦合器的输出端端口与波分复用器的1550nm输入端连接，波分复用器的公共端口与隔离器的输入端连接；
3db耦合器的输入端端口与长距离单模光纤的一端连接，长距离单模光纤的另一端作为输出检测端；
拉曼泵浦激光源的输出端与波分复用器的1455nm输入端连接。
进一步地，环形器的3端口与3db耦合器的输出端4端口连接。
进一步地，还包括色散补偿光纤，所述色散补偿光纤位于波分复用器和隔离器之间，波分复用器的公共端口与色散补偿光纤的一端连接，色散补偿光纤的另一端与隔离器的输入端连接。
本发明的有益效果在于：本发明中，长距离单模光纤中的瑞利散射能提供随机分布反馈作用，并将部分光重新反射回色散补偿光纤中，从而有效提高激射效率，产生条数更多，功率均衡的多波长输出；此外，长距离单模光纤中的瑞利散射具有压窄激光线宽的作用，激光线宽窄，从而能对多波长激光起到光谱整形，达到相邻信道间线宽均衡的效果。环形器的3端口与四端口3dB耦合器的4端口直接相接使得更多比例从色散补偿光纤输出的光能进入长距离单模光纤中以经历瑞利散射作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明在拉曼泵浦功率为1360mW时，优化后的多波长输出光谱图，横坐标对应于波长值，纵坐标对应于功率值；
图3为本发明在拉曼泵浦功率为1360mW时，优化后的多波长输出光谱局部放大图，分别为左边边沿（a），中间（b），右边边沿（c）的频谱梳状图，横坐标对应于波长值，纵坐标对应于功率值；
图4为本发明在拉曼泵浦功率为1360mW时，布里渊泵浦功率分别为-4dBm和10dBm时的多波长输出光谱，3dB能量差异下的平坦带宽及输出多波长的功率基本一致，横坐标对应于波长值，纵坐标对应于功率值；
其中附图标记为：1—布里渊泵浦激光源、2—环形器、3—3db耦合器、4—长距离单模光纤、5—波分复用器、6—拉曼泵浦激光源、7—色散补偿光纤、8—隔离器。
具体实施方式
如图1所示，一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，包括布里渊泵浦激光源1、环形器2、3db耦合器3、长距离单模光纤4、波分复用器5、拉曼泵浦激光源6、色散补偿光纤7、隔离器8，其中，长距离单模光纤4选用50km长距离单模光纤4、拉曼泵浦激光源6选用1455nm拉曼泵浦激光源6、色散补偿光纤7选用10km色散补偿光纤7。环形器2具有1、2、3三个端口，布里渊泵浦激光源1的输出端与环形器2的1端口连接，环形器2的2端口与3db耦合器3的输入端1端口连接，环形器的3端口与3db耦合器的输出端4端口连接。其中，3db耦合器3为四端口3db耦合器3，其具有1、2、3、4四个端口，3db耦合器的输入端2端口与50km长距离单模光纤4的一端连接，而50km长距离单模光纤4的另一端作为输出检测端；3db耦合器3的输出端3端口与波分复用器5的1550nm输入端连接，其中波分复用器5具有1550nm输入端、1550nm输入端和公共端口三个端口，波分复用器5的1455nm输入端与1455nm拉曼泵浦激光源6的输出端连接，波分复用器5的公共端口与隔离器8的输入端连接。还可在波分复用器5和隔离器8之间增设10km色散补偿光纤7，其三者之间的连接方式为：波分复用器5的公共端口与10km色散补偿光纤7的一端连接，10km色散补偿光纤7的另一端与隔离器58的输入端连接。
本发明的工作原理为：布里渊泵浦激光源1提供种子光，经过环形器2、3dB耦合器3、波分复用器5注入到色散补偿光纤7中，拉曼泵浦激光源6为布里渊泵浦光提供拉曼增益，布里渊泵浦光能量放大至受激布里渊散射阈值后便会激发产生一阶斯托克斯光，新产生的一阶斯托克斯光被放大后又能进一步激发产生二阶斯托克斯光，随着拉曼泵浦功率的增加，这一级联过程会持续下去，直到产生的斯托克斯光获得的增益小于其在光纤中的损耗，从而产生多波长输出，信道间隔对应于受激布里渊散射的频移11GHz。长距离单模光纤4中的瑞利散射能为多波长斯托克斯光提供随机分布反馈作用，并将部分光重新反射回色散补偿光纤7中，从而有效提高激射效率，产生条数更多，功率均衡的多波长输出；此外，长距离单模光纤7中的瑞利散射具有压窄激光线宽的作用，激光线宽窄，从而能对多波长激光起到光谱整形，达到相邻信道间线宽均衡的效果。
图2为拉曼泵浦激光源功率为1360mW时，经优化后的多波长输出光谱,图3为图2的局部放大图，分别为左边边沿（a），中间（b），右边边沿（c）的频谱梳状图，图4为拉曼泵浦功率为1360mW时，布里渊泵浦功率分别为-4dBm和10dBm时的多波长输出光谱，3dB能量差异下的平坦带宽及输出多波长的功率基本一致。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围中。

Claims (3)

1.一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，其特征在于：包括布里渊泵浦激光源（1）、环形器（2）、3db耦合器（3）、长距离单模光纤（4）、波分复用器（5）、拉曼泵浦激光源（6）、隔离器（8），其中，
布里渊泵浦激光源（1）的输出端与环形器（2）的1端口连接，环形器（2）的2端口与3db耦合器（3）的输入端1端口连接，3db耦合器（3）的输出端3端口与波分复用器（5）的1550nm输入端连接，波分复用器（5）的公共端口与隔离器（8）的输入端连接；
3db耦合器（3）的输入端2端口与长距离单模光纤（4）的一端连接，长距离单模光纤（4）的另一端作为输出检测端；
拉曼泵浦激光源（6）的输出端与波分复用器（5）的1455nm输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，其特征在于：环形器（2）的3端口与3db耦合器（3）的输出端4端口连接。
3.如权利要求1所述的一种新型多波长布里渊-拉曼光纤激光器，其特征在于：还包括色散补偿光纤（7），所述色散补偿光纤（7）位于波分复用器（5）和隔离器（8）之间，波分复用器（5）的公共端口与色散补偿光纤（7）的一端连接，色散补偿光纤（7）的另一端与隔离器（8）的输入端连接。
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