CN105742952A - 一种脉宽可调谐暗脉冲激光器 - Google Patents

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潘洪刚
薛玉明
王洛欣
宋殿友
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    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping

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Abstract

一种脉宽可调谐暗脉冲激光器，由单频激光器、偏振控制器Ⅰ、强度调制器、高频信号源、光环形器、半导体光放大器或非线性光波导、偏振控制器Ⅱ、光隔离器、20:80耦合器和带通滤波器串联并组成闭合回路构成激光器的谐振腔，20:80耦合器的f端口为激光器的输出端；偏振控制器Ⅰ对单频激光器发出的激光的偏振态进行调整，高频信号源发出的三角波、矩形波或正弦波经过强度调制器对单频激光进行调制，并且脉宽可调谐。本发明的优点：该暗脉冲光纤激光器通过反馈的激光对谐振腔内的激光产生交叉增益调制和交叉相位调制，使其产生暗脉冲；其结构简单、成本低、脉宽调谐范围大，能够在常温下稳定工作，在信号处理方面有良好的应用前景。

Description

一种脉宽可调谐暗脉冲激光器
技术领域
本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种脉宽可调谐暗脉冲激光器。
背景技术
暗脉冲是稳定连续光波背景下光强的突然显著降落，它除了可以实现传统亮脉冲相同的功能外，还具有一些亮脉冲无法比拟的优点：噪声更低、损耗更小，能像孤子一样在正常色散介质中传播。这使得暗脉冲激光在信号处理方面有良好的应用前景。暗脉冲可用于改善光纤通信和发展红外通信，降低在长途通信中所产生的噪声或错误，更重要的是其强度不会降低或散开，相对于常见的亮脉冲有着更好的通信特征。
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、脉宽可调谐的暗脉冲光纤激光器，该激光器通过腔外已调激光通过半导体光放大器对谐振腔内的激光产生交叉增益调制和交叉相位调制，使其产生暗脉冲。
本发明的技术方案：
一种脉宽可调谐暗脉冲激光器，由单频激光器、偏振控制器Ⅰ、强度调制器、高频信号源、光环形器、半导体光放大器或非线性光波导、偏振控制器Ⅱ、光隔离器、20:80耦合器和带通滤波器组成，单频激光器、偏振控制器Ⅰ、强度调制器和光环形器通过单模光纤串联连接，高频信号源与强度调制器通过单模光纤连接，光环形器、半导体光放大器、偏振控制器Ⅱ、光隔离器、20:80耦合器和带通滤波器通过单模光纤串联组成闭合回路构成激光器的谐振腔，其中：光环形器的a端口与强度调制器连接，光环形器的b端口与半导体光放大器的一端连接，光环形器的c端口与带通滤波器的一端连接，带通滤波器的另一端与20:80耦合器的d端口连接，20:80耦合器的d端口与光隔离器的输入端连接，20:80耦合器的f端口为激光器的输出端，输出的激光用于光谱仪、频谱仪、示波器的检测；偏振控制器Ⅰ对单频激光器发出的激光的偏振态进行调整，高频信号源发出的三角波、矩形波或正弦波经过强度调制器对单频激光进行调制，并且脉宽可调谐。
所述非线性光波导为色散补偿光纤或高非线性光纤。
本发明的工作原理：
暗脉冲实现的核心器件是半导体光放大器,它在激光器中有两个任务，一是作为激光器的增益介质，二是引入非线性偏振旋转；隔离器是使激光腔内的光做单向运转；可调高斯型带通滤波器起到选择波长的作用，并且可以限制激光器起振的模式数量，以避免模式之间争抢载流子。偏振控制器放于半导体光放大器之前，通过调整输入到半导体光放大器的光的偏振态来改变光功率在半导体光放大器的TE/TM上的功率分配，进而影响到输入光的非线性偏振旋转。半导体光放大器的另一端接环形器的2口；腔外的偏振控制器对单频激光器发出的激光的偏振态进行调整，高频信号源经过强度调制器对单频激光进行调制，已调激光会对腔内的脉冲产生交叉相位调制和交叉增益调制，使得腔内的脉宽受到腔外脉冲的控制；将80:20耦合器的20％端口通过由采样示波器、频谱仪来对信号进行检测。
本发明的优点：该暗脉冲光纤激光器通过反馈的激光对谐振腔内的激光产生交叉增益调制和交叉相位调制，使其产生暗脉冲；其结构简单、成本低、脉宽调谐范围大，能够在常温下稳定工作，在信号处理方面有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明一种脉宽可调谐暗脉冲激光器结构示意图。
图中：1.单频激光器2.偏振控制器I3.强度调制器4.高频信号源5.光环形器6.半导体光放大器7.偏振控制器II8.光隔离器9.20:80耦合器10.带通滤波器。
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1：
一种脉宽可调谐暗脉冲激光器，由单频激光器1、偏振控制器Ⅰ2、强度调制器3、高频信号源4、光环形器5、半导体光放大器6、偏振控制器Ⅱ7、光隔离器8、20:80耦合器9和带通滤波器10组成，单频激光器1、偏振控制器Ⅰ2、强度调制器3和光环形器5通过单模光纤串联连接，高频信号源4与强度调制器3通过单模光纤连接，光环形器5、半导体光放大器6、偏振控制器Ⅱ7、光隔离器8、20:80耦合器9和带通滤波器10通过单模光纤串联组成闭合回路构成激光器的谐振腔，其中：光环形器5的a端口与强度调制器3连接，光环形器5的b端口与半导体光放大器6的一端连接，光环形器5的c端口与带通滤波器10的一端连接，带通滤波器10的另一端与20:80耦合器9的d端口连接，20:80耦合器9的d端口与光隔离器8的输入端连接，20:80耦合器9的f端口为激光器的输出端，输出的激光用于光谱仪、频谱仪、示波器的检测；偏振控制器Ⅰ2对单频激光器1发出的激光的偏振态进行调整，高频信号源4发出的三角波、矩形波或正弦波经过强度调制器3对单频激光进行调制。
该实施例中，半导体光放大器的中心波长是1550nm；单模光纤的长度是可调的；带通滤波器的中心波长可调，带宽是1nm。
实施例2：
一种脉宽可调谐暗脉冲激光器，结构与实施例1基本相同，不同之处在于：半导体光放大器替换为色散补偿光纤。

Claims (2)

1.一种脉宽可调谐暗脉冲激光器，其特征在于：由单频激光器、偏振控制器Ⅰ、强度调制器、高频信号源、光环形器、半导体光放大器或非线性光波导、偏振控制器Ⅱ、光隔离器、20:80耦合器和带通滤波器组成，单频激光器、偏振控制器Ⅰ、强度调制器和光环形器通过单模光纤串联连接，高频信号源与强度调制器通过单模光纤连接，光环形器、半导体光放大器、偏振控制器Ⅱ、光隔离器、20:80耦合器和带通滤波器通过单模光纤串联组成闭合回路构成激光器的谐振腔，其中：光环形器的a端口与强度调制器连接，光环形器的b端口与半导体光放大器的一端连接，光环形器的c端口与带通滤波器的一端连接，带通滤波器的另一端与20:80耦合器的d端口连接，20:80耦合器的d端口与光隔离器的输入端连接，20:80耦合器的f端口为激光器的输出端，输出的激光用于光谱仪、频谱仪、示波器的检测；偏振控制器Ⅰ对单频激光器发出的激光的偏振态进行调整，高频信号源发出的三角波、矩形波或正弦波经过强度调制器对单频激光进行调制，并且脉宽可调谐。
2.根据权利要求1所述脉宽可调谐暗脉冲激光器，其特征在于：所述非线性光波导为色散补偿光纤或高非线性光纤。
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