CN103825173A

CN103825173A - 一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器

Info

Publication number: CN103825173A
Application number: CN201410086571.1A
Authority: CN
Inventors: 潘洪刚; 薛玉明; 张爱玲; 童峥嵘; 宋殿友
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-05-28

Abstract

一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器，由信号发生器、可调谐法布里—珀罗滤波器、光纤隔离器、偏振控制器、50:50光耦合器、980nm泵浦源、980/1550nm波分复用器、掺铒光纤、色散补偿光纤、光纤环形器和20:80光耦合器组成；980/1550nm波分复用器的输入端g接980nm的泵浦源；20:80光耦合器设有三个端口分别为输入端m、输出端o和输出端n，输出端n和输出端o的输出光功率比例为20:80；其中20:80光耦合器的输出端n为激光器的输出。本发明的优点是：该傅里叶域锁模光纤激光器结构紧凑、成本低、调制速率高、带宽宽，能够在常温下稳定工作。

Description

一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器

技术领域

本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器。

背景技术

锁模光纤激光器在超快光学、非线性光学、生物光学、光信息处理以及激光加工等领域具有重要的研究价值。进入90年代以来，人们对锁模激光器的理论和实验做了大量研究，在理论上提出了崭新的设计理念，例如主动锁模、谐波锁模、有理数谐波锁模、附加（或碰撞）脉冲锁模、注入锁模、非线性光学环境锁模、非线性偏振旋转锁模、半导体可饱和吸收体锁模等一系列锁模理论。

锁模光纤激光器根据锁模原理分为主动锁模光纤激光器和被动锁模光纤激光器两大类。对于传统的主动锁模光纤激光器，其调制方式主要分为以下两种：幅度调制和相位调制。因此主动锁模光纤激光器通常就是在激光器谐振腔内加入幅度调制器或者相位调制器，利用电信号(通常是高频率的射频信号)对谐振腔内激光进行周期性调制，当调制信号频率和激光器谐振腔基频满足一定关系时，即可实现锁模激光输出。传统主动锁模光纤激光器两种调制技术分别针对激光器谐振腔内激光振幅、相位进行周期性调制，在实现端脉冲光源方面都获得很大的成功,而傅里叶域锁模(FDML)方式是对激光器谐振腔内激光的波长(频率)进行周期性调制，2006年，以傅里FDML方式实现了波长高速调谐的光纤激光器并给出了在光学相干成像（OCT：Optical Coherence Tomography）和中光纤传感的应用例子。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种低成本、结构紧凑、可调谐的紧凑型傅里叶域锁模光纤激光器。

本发明的技术方案：

一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器，由信号发生器、可调谐法布里—珀罗滤波器、光纤隔离器、偏振控制器、50:50光耦合器、980 nm泵浦源、980/1550 nm 波分复用器、掺铒光纤、色散补偿光纤、光纤环形器和20:80光耦合器组成；可调谐法布里—珀罗滤波器设有三个端口分别为输出端a、输出端b和输入端c；50:50光耦合器设有三个端口分别为输入端d、输出端e和输出端f，输出端e和输出端f的输出光功率比例为50:50； 980/1550 nm 波分复用器设有三个端口分别为输入端g、输入端h和输出端i，其中输入端g接980 nm的泵浦源；光纤环形器设有三个端口分别为输入端k、输入端j和输出端l；20:80光耦合器设有三个端口分别为输入端m、输出端o和输出端n，输出端n和输出端o的输出光功率比例为20:80；可调谐法布里—珀罗滤波器的输入端c和输出端b、50:50光耦合器的输入端d和输出端e、偏振控制器、光纤隔离器通过光纤串联连接并构成闭合回路；50:50光耦合器的输出端f、980/1550 nm 波分复用器的输入端h和输出端i、掺铒光纤、色散补偿光纤串联连接；光纤环形器的输入端j和输出端l、20:80光耦合器的输入端m和输出端o通过光纤串联连接并构成闭合回路，其中20:80光耦合器的输出端n为激光器的输出。

本发明的工作原理：

该紧凑型傅里叶域锁模光纤激光器，利用对法布里—珀罗滤波器度强度调制实现高速调频信号输出；通过980 nm的泵源泵浦掺铒光纤宽带增益谱。该结构中既有线性腔部分也有环形器部分，由于可调谐滤波器的结构特点，必须将其放于一个环路中，而线性腔的引入，使激光器的结构比较紧凑。通过调整偏振控制器，改变激光器的偏振态和调整信号发生器的输出频率使激光器处于谐振状态，光隔离器使激光腔内的光处于单向运转状态，耦合器的20%的端口输出用于光的频谱监测以及时域波形的监测，色散补偿光纤补偿激光腔内的光学器件以及单模光纤所产生的反常色散，以降低输出激光的线宽。

本发明的优点是：该傅里叶域锁模光纤激光器结构紧凑、成本低、调制速率高、带宽宽，能够在常温下稳定工作。

附图说明

附图是该紧凑型傅里叶域锁模光纤激光器结构示意图。

图中：1.信号发生器 2.可调谐法布里—珀罗滤波器 3.光纤隔离器

4.偏振控制器 5.50:50光耦合器 6.980 nm泵浦源 7.980/1550 nm 波分复用器8.掺铒光纤 9.色散补偿光纤 10.光纤环形器 11.20:80光耦合器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的具体说明：

实施例：

一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器，如附图所示，由信号发生器1、可调谐法布里—珀罗滤波器2、光纤隔离器3、偏振控制器4、50:50光耦合器5、980 nm泵浦源6、980/1550 nm 波分复用器7、掺铒光纤8、色散补偿光纤9、光纤环形器10和20:80光耦合器11组成；可调谐法布里—珀罗滤波器2设有三个端口分别为输出端a、输出端b和输入端c；50:50光耦合器5设有三个端口分别为输入端d、输出端e和输出端f，输出端e和输出端f的输出光功率比例为50:50； 980/1550 nm 波分复用器7设有三个端口分别为输入端g、输入端h和输出端i，其中输入端g接980 nm的泵浦源；光纤环形器10设有三个端口分别为输入端k、输入端j和输出端l；20:80光耦合器11设有三个端口分别为输入端m、输出端o和输出端n，输出端n和输出端o的输出光功率比例为20:80；可调谐法布里—珀罗滤波器2的输入端c和输出端b、50:50光耦合器5的输入端d和输出端e、偏振控制器4、光纤隔离器3通过光纤串联连接并构成闭合回路；50:50光耦合器5的输出端f、980/1550 nm 波分复用器7的输入端h和输出端i、掺铒光纤8、色散补偿光纤9串联连接；光纤环形器10的输入端j和输出端l、20:80光耦合器11的输入端m和输出端o通过光纤串联连接并构成闭合回路，其中20:80光耦合器11的输出端n为激光器的输出。

该实施例中，信号发生器的型号为DG4000；可调谐法布里—珀罗滤波器的型号为FFP-TF2；光纤隔离器的型号为IO-2.5-1550-VLP；偏振控制器所缠绕单模光纤长度为3米；50:50光耦合器的型号为SC-1550-50/50-0；20:80光耦合器的型号为SC-1550-20/80-0；980 nm泵浦源为自制；980/1550 nm 波分复用器的型号为1x2-980/1550nm；光纤环形器的型号为FOC-1550-SM-0.25；掺铒光纤的长度为10米；色散补偿光纤的长度为5米.

20:80光耦合器的20%的端口输出用于光的频谱监测以及时域波形的监测。

Claims

1.一种紧凑型傅里域锁模光纤激光器，其特征在于：由信号发生器、可调谐法布里—珀罗滤波器、光纤隔离器、偏振控制器、50:50光耦合器、980 nm泵浦源、980/1550 nm 波分复用器、掺铒光纤、色散补偿光纤、光纤环形器和20:80光耦合器组成；可调谐法布里—珀罗滤波器设有三个端口分别为输出端a、输出端b和输入端c；50:50光耦合器设有三个端口分别为输入端d、输出端e和输出端f，输出端e和输出端f的输出光功率比例为50:50； 980/1550 nm 波分复用器设有三个端口分别为输入端g、输入端h和输出端i，其中输入端g接980 nm的泵浦源；光纤环形器设有三个端口分别为输入端k、输入端j和输出端l；20:80光耦合器设有三个端口分别为输入端m、输出端o和输出端n，输出端n和输出端o的输出光功率比例为20:80；可调谐法布里—珀罗滤波器的输入端c和输出端b、50:50光耦合器的输入端d和输出端e、偏振控制器、光纤隔离器通过光纤串联连接并构成闭合回路；50:50光耦合器的输出端f、980/1550 nm 波分复用器的输入端h和输出端i、掺铒光纤、色散补偿光纤串联连接；光纤环形器的输入端j和输出端l、20:80光耦合器的输入端m和输出端o通过光纤串联连接并构成闭合回路，其中20:80光耦合器的输出端n为激光器的输出。