CN109560447B - 可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种1*N(N＝1,2，…，5)可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，包括可调光源、光耦合器、泵浦激光器、波分复用器、掺铒光纤、光环行器、四端口光环行器、单模光纤及光谱仪。通过调节泵浦激光器的功率可以实现不同波长间隔的多波长输出，激光系统的结构简单、成本低、易于光纤系统集成、波长间隔可调谐(0.086nm，0.172nm，0.258nm，0.344nm，0.430nm)、调谐方便、线宽窄、激光输出的稳定性好。

Description

可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种基于受激布里渊散射可调谐布里渊频移间隔的的多波长光纤激光系统。

背景技术

多波长光纤激光器能同时为多个信道提供所需光源,使光发射端的设计更为紧凑、经济，由于其成本低、插入损耗低、输出波长多、调谐方便、性能优良等特点在光通信、光传感、光谱分析检测、微波信号等领域都有巨大的应用价值。其中光学微波信号的产生和传输对于基于光学通信的高速大容量的现代通信系统具有重要的意义，高频微波信号通过电子学方式产生具有损耗大、系统复杂、成本高等缺点，而激光信号可以通过两波长之间拍频得到数十GHz的微波信号，且光纤传输损耗低、带宽大。

基于腔内选模器件、腔外的选择性反馈器件、非线性效应多波长光纤激光器是可实现多波长输出的三种方法。作为非线性效应之一的受激布里渊散射SBS是由于泵浦波通过电致伸缩产生声波，反过来声波调制介质的折射率，泵浦波感应的折射率光栅通过布拉格衍射散射泵浦波，由于声速移动的光栅的多普勒效应，散射光产生频率下移。基于受激布里渊散射效应的多波长布里渊掺铒光纤激光器MWBEFL具有阈值低、线宽窄、波长间隔稳定等优点，其中波长间隔在1.5μm附近大约为0.08nm10GHz，波长间隔较窄，应用在密集波长复用DWDM系统时会增加系统解调的复杂性，提高通信成本，而作为微波信号源也具有可调谐性差固定10GHz的缺点。

因此，针对现有的受激布里渊散射效应的多波长布里渊掺铒光纤激光器的缺点，需要做出改进。

发明内容

目前多波长布里渊掺铒光纤激光器波长间隔可调谐性较差，调谐复杂，在密集波分复用系统以及微波产生上实际应用价值欠缺，本发明提出了一种波长间隔可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器，可在一个结构中实现1×N(N＝1,2，…，5)倍的布里渊频移，具体是单倍布里渊频移、双倍布里渊频移、三倍布里渊频移、四倍布里渊频移、五倍布里渊频移波长间隔。

本发明采取以下技术方案：

可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤系统，包括：

可调光源、第一光耦合器、第一光波分复用器、第三光波分复用器、第一泵浦激光器、第三泵浦激光器、第一掺铒光纤、第一光环行器、第一单模光纤、、第二光环行器、光谱仪，可调光源与第一光耦合器的第一端口通过光纤连接，第一光耦合器的第三端口与第一波分复用器的第一端口通过光纤连接，第一泵浦激光器与第一波分复用器的第二端口通过光纤连接，第一波分复用器的第三端口与第一掺铒光纤通过光纤连接，第一光环行器的第一端口与第一掺铒光纤通过光纤连接；

所述第一光环行器的端口与所述第一单模光纤通过光纤连接，所述第一单模光纤与第二光环行器的第二端口通过光纤连接，第二光环行器的第三端口与第三光波分复用器第一端口通过光纤连接，第三光波分复用器第二端口与第三泵浦激光器通过光纤连接，第三光波分复用器第三端口、第三掺铒光纤、第三光环行器的第一端口依次通过光纤连接，第三光环行器的第二端口与第三单模光纤连接；

所述第三光环行器的第三端口与第二光耦合器的第三端口通过光纤连接，第二光耦合器的第一端口、第二端口分别通过光纤与第一光耦合器的第二端口、光谱仪连接。

进一步的，所述第一光耦合器的第一端口为50％端口，第二端口为50％端口。

进一步的，所述第二光耦合器的第一端口为90％端口，第二端口为10％端口。

进一步的，所述第一掺铒光纤的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

进一步的，第三掺铒光纤的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

进一步的，所述第一单模光纤选择标准石英光纤，光纤长度为20km。

进一步的，第三单模光纤选择标准石英光纤，光纤长度为10km。

进一步的，还包括第二波分复用器、第二泵浦激光器、第二掺铒光纤、第四光环行器、四端口光环行器、第二单模光纤，

所述第一光环行器的第三端口与第二波分复用器的第一端口通过光纤连接，第二波分复用器的第二端口与第二泵浦激光器通过光纤连接，所述第二波分复用器的第三端口、第二掺铒光纤、四端口光环行器的第一端口通过光纤依次连接，四端口光纤环行器的第二端口与第二单模光纤通过光纤连接，第二单模光纤与四端口环行器的第三端口通过光纤连接，四端口环行器的第四端口与第二光环行器的第一端口通过光纤连接；

所述第三单模光纤与第四环行器的第一端口通过光纤连接，第四环行器的第二端口与第三端口通过光纤连接。

更进一步的，第二掺铒光纤的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

更进一步的，所述第二单模光纤选择标准石英光纤，光纤长度为10km。

采用本发明的系统，可以实现1×N(N＝1,2，…，5),即能实现1-5倍的布里渊频移的多波长光纤激光的调谐。

本发明采用三个泵浦激光器来控制各部分光路的能量，通过各个部件的相互配合，从而得到布里渊频移间隔可调谐的多波长输出。本发明利用掺铒光纤与单模光纤共同作为增益介质。全光纤结构，具有光束质量好，性能稳定，结构紧凑等优点。

本发明采用掺铒光纤和单模光纤共同作为增益介质，采用3个泵浦激光器进行功率控制，实现1×5可调谐布里渊频移间隔的多波长输出，激光器的结构简单、成本低、易于光纤系统集成、波长间隔可调谐0.086nm，0.172nm，0.258nm，0.344nm,0.430nm、调谐简单控制泵浦激光器的功率、线宽窄、激光输出的稳定性好，这使得基于布里渊散射掺铒光纤多波长激光器在微波光学领域的潜力更大，可适用的范围更广泛。

附图说明

图1是1×5可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的结构示意图。

图2是单倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的输出光谱图。

图3是双倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的输出光谱图。

图4是三倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的输出光谱图。

图5是四倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的输出光谱图。

图6是五倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统的输出光谱图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。

如图1，本实施例1×5可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统包括可调光源1、第一光耦合器2-1、第二光耦合器2-2、第一波分复用器3-1、第二波分复用器3-2、第三波分复用器3-3、第一泵浦激光器4-1、第二泵浦激光器4-2、第三泵浦激光器4-3、第一掺铒光纤5-1、第二掺铒光纤5-2、第三掺铒光纤5-3、第一光环行器6-1、第二光环行器6-2、第三光环行器6-3、第四光环行器6-4、四端口光环行器7、第一单模光纤8-1、第二单模光纤8-2、第三单模光纤8-3和光谱仪9。掺铒光纤5-1、5-2、5-3的增益范围优选为1530nm至1570nm。第二光耦合器2-2的端口ε作为激光输出端口。

本实施例的激光系统结构的具体连接方式为：

可调光源1与第一光耦合器2-1的第一端口a通过光纤连接，第一光耦合器2-1的第三端口b与第一波分复用器3-1的第一端口d通过光纤连接，第一泵浦激光器4-1与第一波分复用器3-1的第二端口e通过光纤连接，第一波分复用器3-1的第三端口f与第一掺铒光纤5-1通过光纤连接，第一光环行器6-1的第一端口g与第一掺铒光纤5-1通过光纤连接，第一光环行器6-1的第二端口h与第一单模光纤8-1通过光纤连接，第一光环行器6-1的第三端口i与第二波分复用器3-2的第一端口j通过光纤连接，第二波分复用器3-2的第二端口k与第二泵浦激光器4-2通过光纤连接，第二波分复用器3-2的第三端口l与第二掺铒光纤5-2通过光纤连接，第二掺铒光纤5-2与四端口光环行器7的第一端口m通过光纤连接，四端口光纤环行器7的第二端口n与第二单模光纤8-2通过光纤连接，第二单模光纤8-2与四端口环行器7的第三端口o通过光纤连接，四端口环行器7的第四端口p与第二光环行器6-2的第一端口q通过光纤连接，第二光环行器6-2的第二端口r与第一单模光纤8-1通过光纤连接，第二光环行器6-2的第三端口s与第三波分复用器3-3的第一端口t通过光纤连接，第三波分复用器3-3的第二端口u与第三泵浦激光器4-3通过光纤连接，第三波分复用器3-3的第三端口v与第三掺铒光纤5-3通过光纤连接，第三掺铒光纤5-3与第三环行器6-3的第一端口w通过光纤连接，第三环行器6-3的第二端口x与第三单模光纤8-3通过光纤连接，第三单模光纤8-3与第四环行器6-4的第一端口y通过光纤连接，第四环行器6-4的第二端口z与第三端口α通过光纤连接，第三环行器6-3的第三端口β与第二光耦合器2-2的第三端口γ通过光纤连接，第二光耦合器2-2的第一端口δ与第一光耦合器2-1的第二端口c通过光纤连接，第二光耦合器2-2的第二端口ε与光谱仪9通过光纤连接，作为激光器的输出端口。

开启可调光源1及泵浦激光器4-1、4-2、4-3，调节可调光源1和泵浦激光器4-1、4-2、4-3的输出功率，选择合适长度的单模光纤8-1、8-2、8-3和掺铒光纤5-1、5-2、5-3，在可调光源1的作用下产生斯托克斯光，在泵浦激光器4-1、4-2、4-3不同功率的作用下可以得到不同波长间隔的多波长输出。

本发明的基本原理如下：窄线宽可调谐激光器输出的布里渊泵浦信号BP经过第一光耦合器2-1的a端口，50％的信号被耦合到b端口后到达第一光波分复用器3-1的d端口，然后与第一泵浦激光器4-1产生的泵浦光信号共同耦合进第一掺铒光纤5-1中被放大。放大后的信号经第一光环行器6-1的g-h端口沿逆时针进入第一单模光纤8-1。图2-6对应1-5倍的布里渊频移间隔，1×5的布里渊频移间隔原理如下：

单倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度没有超过布里渊阈值，经过第一单模光纤8-1传输到达第二光环行器6-2的r-s端口，然后BP信号到达第三光波分复用器3-3的t端口，然后与第三泵浦激光器4-3产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤5-3中被放大，被放大后的信号沿第三光环行器6-3的w-x端口进入第三单模光纤8-3，被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值时，由于受激布里渊散射效应，产生与BP方向相反的自上而下的1阶Stokes信号BS，1阶BS信号经第三光环行器的x-β端口到达第二光耦合器2-2的γ端口，10％的1阶BS信号和BP信号经端口ε输出至光谱仪9，90％信号耦合进入第一光耦合器2-1中，作为新的BP信号，产生高阶的Stokes信号，这样在光谱仪9上可观察到单倍布里渊频移间隔的多波长输出。

双倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，由于受激布里渊散射效应，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器6-1的h-i端口进入第二波分复用器3-2的j端口，然后与第二泵浦激光器4-2产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤5-2中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器7的m-n端口顺时针进入第二单模光纤8-2中，被放大的1阶BS信号的强度没有超过布里渊阈值，沿第二单模光纤8-2经四端口光环行器7的o-p端口输出，再经第二光环行器6-2q-r端口进入第一单模光纤8-1再产生逆时针方向的第2阶BS信号，经第二光环行器6-2的r-s端口输出，再经过3-3、4-3和5-3组成的EDFA放大，由第三光环行器6-3的w-x端口进入第三单模光纤8-3，再经第四光环行器6-4的z-α端口形成的反射镜，第三光环行器6-3的x-β端口到达第二光耦合器2-2的γ端口，10％的2阶BS信号和BP信号经端口ε输出至光谱仪9，90％信号耦合进入第一光耦合器2-1中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，这样在光谱仪9上可观察到双倍布里渊频移间隔的多波长输出。

三倍频布里渊频移间隔的原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器6-1的h-i端口进入第二波分复用器3-2的j端口，然后与第二泵浦激光器4-2产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤5-2中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器7的m-n端口顺时针进入第二单模光纤8-2中，被放大的1阶BS信号的强度没有超过布里渊阈值，沿第二单模光纤8-2经四端口光环行器7的o-p端口输出，再经第二光环行器6-2q-r端口进入第一单模光纤8-1再产生逆时针方向的第2阶BS信号，经第二光环行器6-2的r-s端口输出，再经过3-3、4-3和5-3组成的EDFA放大，由第三光环行器6-3的w-x端口进入第三单模光纤8-3，2阶BS信号强度超过布里渊阈值产生自上而下的3阶BS信号，经第三光环行器6-3的x-β端口到达第二光耦合器2-2的γ端口，10％的3阶BS信号和BP信号经端口ε输出至光谱仪9，90％信号耦合进入第一光耦合器2-1中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，这样在光谱仪9上可观察到三倍布里渊频移间隔的多波长输出。

四倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器6-1的h-i端口进入第二波分复用器3-2的j端口，然后与第二泵浦激光器4-2产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤5-2中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器7的m-n端口顺时针进入第二单模光纤8-2中，被放大的1阶BS信号的强度超过布里渊阈值，产生逆时针方向的2阶BS信号，经四端口光环行器7的n-o端口逆时针到达第二单模光纤8-2，产生3阶BS信号，再沿四端口光环行器7的o-p端口输出，由第二光环行器6-2q-r端口进入第一单模光纤8-1再产生逆时针方向的第4阶BS信号，经第二光环行器6-2的r-s端口输出，再经过3-3、4-3和5-3组成的EDFA放大，由第三光环行器6-3的w-x端口进入第三单模光纤8-3，再经第四光环行器6-4的z-α端口形成的反射镜，第三光环行器6-3的x-β端口到达第二光耦合器2-2的γ端口，10％的4阶BS信号和BP信号经端口ε输出至光谱仪9，90％信号耦合进入第一光耦合器2-1中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，这样在光谱仪9上可观察到四倍布里渊频移间隔的多波长输出。

五倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器6-1的h-i端口进入第二波分复用器3-2的j端口，然后与第二泵浦激光器4-2产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤5-2中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器7的m-n端口顺时针进入第二单模光纤8-2中，被放大的1阶BS信号的强度超过布里渊阈值，产生逆时针方向的2阶BS信号，经四端口光环行器7的n-o端口逆时针到达第二单模光纤8-2，产生3阶BS信号，再沿四端口光环行器7的o-p端口输出，由第二光环行器6-2q-r端口进入第一单模光纤8-1再产生逆时针方向的第4阶BS信号，经第二光环行器6-2的r-s端口输出，再经过3-3、4-3和5-3组成的EDFA放大，由第三光环行器6-3的w-x端口进入第三单模光纤8-3，强度超过布里渊阈值产生自上而下的5阶BS信号，经第三光环行器6-3的x-β端口到达第二光耦合器2-2的γ端口，10％的5阶BS信号和BP信号经端口ε输出至光谱仪9，这样在光谱仪9上可观察到五倍布里渊频移间隔的多波长输出。

本发明可以得到稳定的1×5可调谐布里渊频移间隔的多波长激光输出。其波长间隔受泵浦激光器的输出光功率控制，随着各种光电器件的不断发展，将会得到更稳定，数量更多，抗噪能力更强的多波长输出，并且其应用也将更加广泛。

以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，包括：可调光源(1)、第一光耦合器(2-1)、第一光波分复用器(3-1)、第三光波分复用器(3-3)、第一泵浦激光器(4-1)、第三泵浦激光器(4-3)、第一掺铒光纤(5-1)、第一光环行器(6-1)、第二光环行器(6-2)、第一单模光纤(8-1)和光谱仪(9)，可调光源(1)与第一光耦合器(2-1)的第一端口(a)通过光纤连接，第一光耦合器(2-1)的第三端口(b)与第一波分复用器(3-1)的第一端口(d)通过光纤连接，第一泵浦激光器(4-1)与第一波分复用器(3-1)的第二端口(e)通过光纤连接，第一波分复用器(3-1)的第三端口(f)与第一掺铒光纤(5-1)通过光纤连接，第一光环行器(6-1)的第一端口(g)与第一掺铒光纤(5-1)通过光纤连接；

所述第一光环行器(6-1)的第二端口(h)与所述第一单模光纤(8-1)通过光纤连接，所述第一单模光纤(8-1)与第二光环行器(6-2)的第二端口(r)通过光纤连接，第二光环行器(6-2)的第三端口(s)与第三光波分复用器(3-3)第一端口(t)通过光纤连接，第三光波分复用器(3-3)第二端口(u)与第三泵浦激光器(4-3)通过光纤连接，第三光波分复用器(3-3)第三端口(v)、第三掺铒光纤(5-3)、第三光环行器(6-3)的第一端口(w)依次通过光纤连接，第三光环行器(6-3)的第二端口(x)与第三单模光纤(8-3)连接；

所述第三光环行器(6-3)的第三端口(β)与第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)通过光纤连接，第二光耦合器(2-2)的第一端口(δ)、第二端口(ε)分别通过光纤与第一光耦合器(2-1)的第二端口(c)、光谱仪(9)连接；

还包括第二波分复用器(3-2)、第二泵浦激光器(4-2)、第二掺铒光纤(5-2)、第四光环行器(6-4)、四端口光环行器(7)、第二单模光纤(8-2)，

所述第一光环行器(6-1)的第三端口(i)与第二波分复用器(3-2)的第一端口(j)通过光纤连接，第二波分复用器(3-2)的第二端口(k)与第二泵浦激光器(4-2)通过光纤连接，所述第二波分复用器(3-2)的第三端口(l)、第二掺铒光纤(5-2)、四端口光环行器(7)的第一端口(m)通过光纤依次连接，四端口光纤环行器(7)的第二端口(n)与第二单模光纤(8-2)通过光纤连接，第二单模光纤(8-2)与四端口环行器(7)的第三端口(o)通过光纤连接，四端口环行器(7)的第四端口(p)与第二光环行器(6-2)的第一端口(q)通过光纤连接；

所述第三单模光纤(8-3)与第四环行器(6-4)的第一端口(y)通过光纤连接，第四环行器(6-4)的第二端口(z)与第三端口(α)通过光纤连接；

所述第一光耦合器(2-1)的第一端口为50％端口，第二端口为50％端口；

所述第二光耦合器(2-2)的第一端口为90％端口，第二端口为10％端口；

可调光源(1)输出的布里渊泵浦信号BP经过第一光耦合器(2-1)的第一端口(a)，50％的信号被耦合到第三端口(b)后到达第一光波分复用器(3-1)的第一端口(d)，然后与第一泵浦激光器(4-1)产生的泵浦光信号共同耦合进第一掺铒光纤(5-1)中被放大；放大后的信号经第一光环行器(6-1)的第一端口、第二端口(g-h)沿逆时针进入第一单模光纤(8-1)；

单倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度没有超过布里渊阈值，经过第一单模光纤(8-1)传输到达第二光环行器(6-2)的第二端口、第三端口(r-s)，后BP信号到达第三光波分复用器(3-3)的第一端口(t)，然后与第三泵浦激光器(4-3)产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤(5-3)中被放大，被放大后的信号沿第三光环行器(6-3)的第一端口、第二端口(w-x)进入第三单模光纤(8-3)，被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值时，由于受激布里渊散射效应，产生与BP方向相反的自上而下的1阶Stokes信号BS，1阶BS信号经第三光环行器(6-3)的第二端口、第三端口(x-β)到达第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)，10％的1阶BS信号和BP信号经第二光耦合器(2-2)的第二端口(ε)输出至光谱仪(9)，90％信号耦合进入第一光耦合器(2-1)中，作为新的BP信号，产生高阶的Stokes信号，完成单倍布里渊频移间隔的多波长输出；

双倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，由于受激布里渊散射效应，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器(6-1)的第二端口、第三端口(h-i)进入第二波分复用器(3-2)的第一端口(j)，然后与第二泵浦激光器(4-2)产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤(5-2)中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器(7)的第一端口、第二端口(m-n)顺时针进入第二单模光纤(8-2)中，被放大的1阶BS信号的强度没有超过布里渊阈值，沿第二单模光纤(8-2)经四端口光环行器(7)的第三端口、第四端口(o-p)输出，再经第二光环行器(6-2)的第一端口、第二端口(q-r)进入第一单模光纤(8-1)再产生逆时针方向的第2阶BS信号，经第二光环行器(6-2)的第二端口、第三端口(r-s)输出，到达第三光波分复用器(3-3)的第一端口(t)，然后与第三泵浦激光器(4-3)产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤(5-3)中被放大，被放大后的信号由第三光环行器(6-3)的第一端口、第二端口(w-x)进入第三单模光纤(8-3)，再经第四光环行器(6-4)的第二端口、第三端口(z-α)形成的反射镜，第三光环行器(6-3)的第二端口、第三端口(x-β)到达第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)，10％的2阶BS信号和BP信号经第二光耦合器(2-2)的第二端口(ε)输出至光谱仪(9)，90％信号耦合进入第一光耦合器(2-1)中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，完成双倍布里渊频移间隔的多波长输出；

三倍频布里渊频移间隔的原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器(6-1)的第二端口、第三端口(h-i)进入第二波分复用器(3-2)的第一端口(j)，然后与第二泵浦激光器(4-2)产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤(5-2)中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器(7)的第一端口、第二端口(m-n)顺时针进入第二单模光纤(8-2)中，被放大的1阶BS信号的强度没有超过布里渊阈值，沿第二单模光纤(8-2)经四端口光环行器(7)的第三端口、第四端口(o-p)输出，再经第二光环行器(6-2)第一端口、第二端口(q-r)进入第一单模光纤(8-1)再产生逆时针方向的第2阶BS信号，经第二光环行器(6-2)的第二端口、第三端口(r-s)输出，到达第三光波分复用器(3-3)的第一端口(t)，然后与第三泵浦激光器(4-3)产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤(5-3)中被放大，被放大后的信号由第三光环行器(6-3)的第一端口、第二端口(w-x)进入第三单模光纤(8-3)，2阶BS信号强度超过布里渊阈值产生自上而下的3阶BS信号，经第三光环行器(6-3)的第二端口、第三端口(x-β)到达第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)，10％的3阶BS信号和BP信号经第二光耦合器(2-2)的第二端口(ε)输出至光谱仪(9)，90％信号耦合进入第一光耦合器(2-1)中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，完成三倍布里渊频移间隔的多波长输出；

四倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器(6-1)的第二端口、第三端口(h-i)进入第二波分复用器(3-2)的第一端口(j)，然后与第二泵浦激光器(4-2)产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤(5-2)中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器(7)的第一端口、第二端口(m-n顺时针进入第二单模光纤(8-2)中，被放大的1阶BS信号的强度超过布里渊阈值，产生逆时针方向的2阶BS信号，经四端口光环行器(7)的第二端口、第三端口(n-o)逆时针到达第二单模光纤(8-2)，产生3阶BS信号，再沿四端口光环行器(7)的第三端口、第四端口(o-p)输出，由第二光环行器(6-2)的第一端口、第二端口(q-r)进入第一单模光纤(8-1)再产生逆时针方向的第4阶BS信号，经第二光环行器(6-2)的第二端口、第三端口(r-s)输出，到达第三光波分复用器(3-3)的第一端口(t)，然后与第三泵浦激光器(4-3)产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤(5-3)中被放大，被放大后的信号由第三光环行器(6-3)的第一端口、第二端口(w-x)进入第三单模光纤(8-3)，再经第四光环行器(6-4)的第二端口、第三端口(z-α)形成的反射镜，第三光环行器(6-3)的第二端口、第三端口(x-β)到达第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)，10％的4阶BS信号和BP信号经第二光耦合器(2-2)的第二端口(ε)输出至光谱仪(9)，90％信号耦合进入第一光耦合器(2-1)中，作为新的BP信号，产生级联BS信号，完成四倍布里渊频移间隔的多波长输出；

五倍布里渊频移间隔原理如下：被放大的BP信号的强度超过布里渊阈值，产生与BP方向相反的顺时针1阶BS信号，1阶BS信号经过第一光环行器(6-1)的第二端口、第三端口(h-i)进入第二波分复用器(3-2)的第一端口(j)，然后与第二泵浦激光器(4-2)产生的泵浦光信号共同耦合进第二掺铒光纤(5-2)中被放大，被放大的1阶BS信号经过四端口光环行器(7)的第一端口、第二端口(m-n)顺时针进入第二单模光纤(8-2)中，被放大的1阶BS信号的强度超过布里渊阈值，产生逆时针方向的2阶BS信号，经四端口光环行器(7)的第二端口、第三端口(n-o)逆时针到达第二单模光纤(8-2)，产生3阶BS信号，再沿四端口光环行器(7)的第三端口、第四端口(o-p)输出，由第二光环行器(6-2)的第一端口、第二端口(q-r)进入第一单模光纤(8-1)再产生逆时针方向的第4阶BS信号，经第二光环行器(6-2)的第二端口、第三端口(r-s)输出，到达第三光波分复用器(3-3)的第一端口(t)，然后与第三泵浦激光器(4-3)产生的泵浦光信号共同耦合进第三掺铒光纤(5-3)中被放大，被放大后的信号由第三光环行器(6-3)的第一端口、第二端口(w-x)进入第三单模光纤(8-3)，强度超过布里渊阈值产生自上而下的5阶BS信号，经第三光环行器(6-3)的第二端口、第三端口(x-β)到达第二光耦合器(2-2)的第三端口(γ)，10％的5阶BS信号和BP信号经第二光耦合器(2-2)的第二端口(ε)输出至光谱仪(9)，完成五倍布里渊频移间隔的多波长输出。

2.根据权利要求1所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，所述第一掺铒光纤(5-1)的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

3.根据权利要求1所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，第三掺铒光纤(5-3)的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

4.根据权利要求1所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，所述第一单模光纤(8-1)选择标准石英光纤，光纤长度为20km。

5.根据权利要求1-3任一所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，第三单模光纤(8-3)选择标准石英光纤，光纤长度为10km。

6.根据权利要求1所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于，第二掺铒光纤(5-2)的增益范围为1530nm至1570nm，掺铒光纤长度为5m。

7.根据权利要求1或6所述的可调谐布里渊频移间隔的多波长光纤激光系统，其特征在于还包括：所述第二单模光纤(8-2)选择标准石英光纤，光纤长度为10km。

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