CN105322420A - 一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，目的是在同一个装置中，通过改变入射光的端口，分别产生单倍布里渊频移间隔和双倍布里渊频移间隔的布里渊掺铒光纤激光器。它由一个布里渊抽运激光源、两个1X2光纤耦合器、一个隔离器、一个三端口环形器、两个四端口环形器、一个可双向放大的掺铒光纤放大器和两段单模光纤组成。单阶与双阶的受激布里渊散射光都是在线性腔的单模光纤中生成，抽运信号光会通过光纤的另一端透射出去，这种结构消除了腔内的自激模，使调谐范围不受抽运源抽运功率的影响；另一方面该装置线性腔与环形腔相结合，在较少的光器件下实现不同布里渊频移间隔的多波长激光输出。
Description
技术领域
本发明涉及激光器领域，具体是一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器。
背景技术
多波长布里渊掺铒光纤激光器是将光纤中的受激布里渊散射非线性放大和掺铒光纤的线性放大作用相结合来实现室温条件下稳定多波长输出。多波长光纤激光器可以降低通信系统的成本，优化系统光发射端的设计，因而在密集波分复用系统（DWDM）中有着重要的应用。同时，由于室温下稳定、窄线宽、波长间隔固定且波长间隔可调的多波长光纤激光器在光学传感、光学测量、光子微波等技术领域有着非常强大的应用潜力，因而基于布里渊散射的多波长光纤激光器也就具有了重要的研究价值。
室温稳定的多波长光纤光纤激光器中最关键的技术是如何有效抑制掺杂光纤的均匀增益展宽效应。室温下铝硅玻璃掺铒光纤的均匀展宽线宽约为11nm，锗硅玻璃掺铒光纤的均匀展宽线宽为4nm。当多波长激光器的输出波长间隔小于增益光纤的均匀展宽线宽时，存在严重的模式竞争和模式跳变。
调谐范围和输出多波长数是多波长光纤激光器的重要指标。无论是线性腔或者环形腔布里渊掺铒光纤激光器，由于腔内自激模的存在，制约了激光器的调谐范围。随着抽运源抽运功率的增大，为高阶斯托克斯信号的产生提供了能量，使输出波个数增加，但由于斯托克斯信号和腔内自激模之间的模式竞争加剧，激光器的可调谐范围降低。因此要提高多波长光纤激光器的工作性能，获得稳定的多波长激光振荡，需设法消弱增益光纤的均匀展宽效应。
发明内容本发明的目的是提供一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，以解决现有技术多波长布里渊掺铒光纤激光器存在的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：包括布里渊抽运激光源、隔离器、一组三端口环形器、两组四端口环形器、可双向放大的掺铒光纤放大器、两组单模光纤和两组耦合方式为1X2的光纤耦合器，其中布里渊抽运激光源的输出端分别通过光纤与两组光纤耦合器的输入端连接，两组光纤耦合器各自一个输出端通过光纤连接，第一组光纤耦合器另一端通过光纤与掺铒光纤放大器一端连接，掺铒光纤放大器另一端通过光纤与第一组四端口环形器的第二端口连接，第一组四端口环形器的第四端口通过光纤与三端口环形器的第一端口连接，第一组四端口环形器的第三端口与第一组单模光纤一端连接，第一组单模光纤另一端与第二组四端口环形器的第二端口连接，第一组四端口环形器的第一端口通过光纤与第二组四端口环形器的第四端口连接，所述三端口环形器的第二端口通过光纤与第二组光纤耦合器另一端连接，三端口环形器的第三端口通过光纤与第二组四端口环形器的第一端口连接，第二组四端口环形器的第三端口与第二组单模光纤一端连接，第二组单模光纤另一端与隔离器输入端连接。
所述的一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：两组光纤耦合器均既可以作为抽运源输入端口，又可以作为多波长激光输出端口，通过更换抽运源输入端口，得到不同布里渊频移间隔的多波长激光输出。
所述的一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：采用线性腔和环形腔相结合结构，单倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过一段单模光纤构成的线性腔产生，双倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过两段单模光纤构成的线性腔产生，且多波长激光都通过环形腔输出，而抽运信号光都会通过光纤的另一端透射出去，这种结构同时消除了单阶和双阶受激布里渊散射过程中腔内的自激模。
本发明设计了一个光路结构，在同一个装置中，通过改变入射光的端口，分别生成单倍布里渊频移间隔和双倍布里渊频移间隔的布里渊掺铒光纤激光器，由布里渊抽运激光源、隔离器、三端口环形器、四端口环形器、可双向放大的掺铒光纤放大器和单模光纤组成。线性腔和环形腔相结合，布里渊抽运信号通过光纤的另一端透射出去，这种结构消除了腔内的自激模，使调谐范围不受抽运源抽运功率的影响。而且在一个装置中可以通过改变不同的抽运光端口，实现不同布里渊频移间隔的多波长输出。
本发明的优点是：
（1）本发明具有良好的通用性，在同一个装置中，通过改变入射光的端口分别生成单倍布里渊频移间隔和双倍布里渊频移间隔的多波长激光。
（2）线性腔和环形腔相结合的结构同时消除了单阶和双阶受激布里渊散射过程中腔内的自激模，使调谐范围不受抽运源抽运功率的影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，包括布里渊抽运激光源、隔离器1、一组三端口环形器2、两组四端口环形器31和32、可双向放大的掺铒光纤放大器4、两组单模光纤51和52和两组耦合方式为1X2的光纤耦合器61和62，其中布里渊抽运激光源的输出端分别通过光纤与两组光纤耦合器61和62的输入端连接，两组光纤耦合器61和62各自一个输出端通过光纤连接，第一组光纤耦合器61另一端通过光纤与掺铒光纤放大器4一端连接，掺铒光纤放大器4另一端通过光纤与第一组四端口环形器31的第二端口b连接，第一组四端口环形器31的第四端口d通过光纤与三端口环形器2的第一端口a连接，第一组四端口环形器31的第三端口c与第一组单模光纤51一端连接，第一组单模光纤51另一端与第二组四端口环形器32的第二端口b连接，第一组四端口环形器31的第一端口a通过光纤与第二组四端口环形器32的第四端口d连接，三端口环形器2的第二端口b通过光纤与第二组光纤耦合器62另一端连接，三端口环形器2的第三端口c通过光纤与第二组四端口环形器32的第一端口a连接，第二组四端口环形器32的第三端口c与第二组单模光纤52一端连接，第二组单模光纤52另一端与隔离器1输入端连接。
两组光纤耦合器61和62均既可以作为抽运源输入端口，又可以作为多波长激光输出端口，通过更换抽运源输入端口，得到不同布里渊频移间隔的多波长激光输出。
采用线性腔和环形腔相结合结构，单倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过一段单模光纤构成的线性腔产生，双倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过两段单模光纤构成的线性腔产生，抽运信号光都会通过光纤的另一端透射出去，受激布里渊散射光通过环形腔输出，这种结构同时消除了单阶和双阶受激布里渊散射过程中腔内的自激模。
本发明由布里渊抽运激光源、隔离器、光纤耦合器三端口环形器、四端口环形器、可双向放大的掺铒光纤放大器、单模光纤组成。
单倍布里渊频移的布里渊掺铒光纤激光器：当信号光从第一组光纤耦合器61入射后，通过掺铒光纤放大器4放大后从第一组四端口环形器31的第二端口b进入，第三端口c输出，通过第一组单模光纤51，发生受激布里渊效应，原始信号光通过第二组四端口环形器32的第二端口b进入，第三端口c输出，通过第二组单模光纤52后透射出去；生成的背向一阶斯托克斯光从第一组四端口环形器31的第三端口c进入，第四端口d输出，后从三端口环形器2的第一端口a进入，第二端口b输出，通过第二组光纤耦合器62输出10%的一阶斯托克斯光，余下的90%在此进入循环，直到信号光功率值低于受激布里渊效应阈值。
双倍布里渊频移的布里渊掺铒光纤激光器：当信号光从第二组光纤耦合器62入射后，从三端口环形器2的第二端口b进入，第三端口c输出，再次从第二组四端口环形器32的第一端口a进入，第二端口b输出，通过第一组单模光纤51，发生受激布里渊效应，原始信号光通过第一组四端口环形器31的第三端口c进入，第四端口d输出，又通过三端口环形器2的第一端口a进入，第二端口b输出，后进入生成单倍布里渊频移的布里渊掺铒光纤激光器的循环过程，因为功率很低，故不会发生受激布里渊效应，原始信号光直接从第二组单模光纤52透射出去；生成的背向一阶斯托克斯光从第二组四端口环形器3的第二端口b进入，第三端口c输出，又通过第二组单模光纤52，发生受激布里渊效应，一阶斯托克斯光直接从第二组单模光纤52透射出去；生成的背向二阶斯托克斯光后从第二组四端口环形器32的第三端口c进入，第四端口d输出，再次从第一组四端口环形器31的第一端口a进入，第二端口b输出，经过掺铒光纤放大器4后通过第一组光纤耦合器61输出10%的一阶斯托克斯光，余下的90%在此进入循环，直到信号光功率值低于受激布里渊效应阈值。
Claims (3)
1.一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：包括布里渊抽运激光源、隔离器、一组三端口环形器、两组四端口环形器、可双向放大的掺铒光纤放大器、两组单模光纤和两组耦合方式为1X2的光纤耦合器，其中布里渊抽运激光源的输出端分别通过光纤与两组光纤耦合器的输入端连接，两组光纤耦合器各自一个输出端通过光纤连接，第一组光纤耦合器另一端通过光纤与掺铒光纤放大器一端连接，掺铒光纤放大器另一端通过光纤与第一组四端口环形器的第二端口连接，第一组四端口环形器的第四端口通过光纤与三端口环形器的第一端口连接，第一组四端口环形器的第三端口与第一组单模光纤一端连接，第一组单模光纤另一端与第二组四端口环形器的第二端口连接，第一组四端口环形器的第一端口通过光纤与第二组四端口环形器的第四端口连接，所述三端口环形器的第二端口通过光纤与第二组光纤耦合器另一端连接，三端口环形器的第三端口通过光纤与第二组四端口环形器的第一端口连接，第二组四端口环形器的第三端口与第二组单模光纤一端连接，第二组单模光纤另一端与隔离器输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：两组光纤耦合器均既可以作为抽运源输入端口，又可以作为多波长激光输出端口，通过更换抽运源输入端口，得到不同布里渊频移间隔的多波长激光输出。
3.根据权利要求1所述的一种简易可调的多波长布里渊-掺铒光纤激光器，其特征在于：采用线性腔和环形腔相结合结构，单倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过一段单模光纤构成的线性腔产生，双倍布里渊频移间隔的多波长激光是通过两段单模光纤构成的线性腔产生，且多波长激光都通过环形腔输出，而抽运信号光都会通过光纤的另一端透射出去，这种结构同时消除了单阶和双阶受激布里渊散射过程中腔内的自激模。
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