CN111244740A - 一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表领域。这种激光器是在光纤耦合器一(08)的接口081和082之间依次接入偏振控制器二(09)、保偏光纤一(10)、偏振控制器三(11)和保偏光纤二(12)构成双阶Sagnac滤波器；泵浦(01)、波分复用器(02)、掺铒光纤(03)、光纤耦合器一(04)、高非线性光纤(05)、偏振控制器一(06)、光纤耦合器二(07)共同构成NALM‑NOLM结构，抑制模式竞争，大大提升激光器输出的稳定性。调节滤波器中的两个偏振控制器可实现波长间隔的变化。该激光器具有结构简单，输出波长灵活等优点，适用于波分复用系统。

Description

一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表领域。
背景技术
随着现代社会信息技术产业的迅速崛起，全球互联网用户数量呈指数式上升，通信容量不断地增大，而密集波分复用系统可以通过增加系统的信道数有效提高通信的容量。该系统的工作原理是将多个波长光信号复用到光纤中进行传输，通常系统所用的激光光源信号为 DFB半导体激光阵列，阵列中的每一个激光器激射输出一个光源信号，虽然想法和思路简单，但将会极大的提高通信系统的成本和复杂度。多波长光纤激光器由于其具有结构简单，成本低廉，可同时稳定地输出多个波长等优点，在光纤通信领域、光信号处理、光传感和微波光子技术等领域具有广泛的应用。多波长光纤激光器的基本组成要素为：掺杂稀土元素的增益光纤及泵浦源、可以抑制模式竞争的机制和含有多个光学通道的滤波器。随着研究的不断深入，人们设计出了多种类型的多波长激光器，如窄线宽多波长激光器，波长范围可调多波长激光器，波长间隔可调多波长激光器等。这些激光器的提出，极大地促进了光通信系统的发展。
其中，波长间隔可变的多波长激光器的提出可以满足不同的信道间隔的通信网络的需要，有利于通信网络的灵活性的提升，并且降低成本和复杂度，对于未来通信网络的发展有着很重要的意义。此外，多波长激光器的输出稳定性也受到了普遍的关注，研究者提出了多种结构来提高多波长的稳定性，如使用非线性偏振旋转、非线性光学环镜等。本发明使用全光纤结构，将梳状滤波器与NALM-NOLM结构级联，通过调节偏振控制器，可提高多波长输出的稳定性，同时可以灵活地改变输出波长的波长间隔，有利于在光通信系统中的应用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是针对目前众多光纤激光器在实现多波长激光输出的同时，无法保持长时间稳定的问题，提出了一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器。
所采用的技术方案如下：
包括泵浦光源、波分复用器、掺杂光纤、光纤耦合器一、光纤耦合器二、光纤耦合器三、长度不同的保偏光纤一和保偏光纤二、偏振控制器一、偏振控制器二、偏振控制器三。
泵浦光源与波分复用器输入端相连，波分复用器的端口一与掺杂光纤的一端相连，波分复用器端口二与光纤耦合器二的端口三相连。掺杂光纤的端口四与光纤耦合器一相连，光纤耦合器一的右侧端口五与光纤耦合器二的右侧端口六相连。光纤耦合器一右侧的另一端口与光纤耦合器二的左侧端口七之间依次接入高非线性光纤和偏振控制器一。光纤耦合器二的右侧端口八与光纤耦合器三的左侧端口九相连，光纤耦合器三的右侧端口十与端口九之间依次接入偏振相关控制器二、保偏光纤一、偏振控制器三和保偏光纤二。
所述掺杂光纤为掺铒光纤，掺镱光纤和掺铥光纤。
本发明所具有的效果如下：
提出了一种高稳定性波长间隔可变的多波长激光器。该激光器使用双阶Sagnac滤波器与NALM-NOLM结构级联的方式。双阶Sagnac 滤波器用来作为波长选择元件，调节滤波器中的偏振控制器二和偏振控制器三，输出波长的间隔将发生变化。NALM-NOLM结构用来抑制激光腔中的波长竞争，提高了输出结构的稳定性。此外，调节 NALM-NOLM结构中的偏振控制器一，输出波长的位置可以实现一定程度上的变化，即实现了波长的调谐。
附图说明
图1为一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器。
图2为一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器的波长间隔变化的示意图，图(a)波长间隔为Δλ1，图(b)波长间隔为Δλ2 (Δλ1≠Δλ2)。
图3为一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器的波长调谐的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明。
实施方式一
一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，如图1所示，它包括泵浦光源(01)、波分复用器(02)、掺铒光纤(03)、光纤耦合器一(04)、高非线性光纤(05)、偏振控制器一(06)、光纤耦合器二(07)、光纤耦合器三(08)、偏振控制器二(09)、保偏光纤一(10)、偏振控制器三(11)、保偏光纤二(12)。
泵浦光源01与波分复用器02的输入端相连，波分复用器02的端口一021与掺铒光纤03的一端相连。波分复用器02的输入端的另一端口与光纤耦合器二07的左侧端口071相连。掺铒光纤03的右侧端口031与光纤耦合器一04相连，光纤耦合器一04的端口041与光纤耦合器二07相连。光纤耦合器一04的另一端口042与光纤耦合器二07的端口072之间一次接入高非线性光纤05和偏振控制器一06，构成NALM-NOLM结构。光纤耦合器二07的右侧端口073与光纤耦合器三08的左侧相连，光纤耦合器08的左侧端口081与右侧端口 082之间依次接入偏振控制器二09、保偏光纤一10、偏振控制器三 11和保偏光纤12，构成双阶Sagnac滤波器。光纤耦合器三08的左侧第二端口083作为激光器的输出端口。保偏光纤一10和保偏光纤二12的长度不同。
实施方式二与实施方式一的不同之处在于
掺杂光纤03为掺镱光纤，高非线性光纤05的长度大于100米，保偏光纤一(10)与保偏光纤二(12)的长度差大于等于0.5米。
实施方式三与实施方式一和实施方式二的不同之处在于
掺杂光纤03为掺铥光纤，高非线性光纤05的长度大于120米，保偏光纤一(10)与保偏光纤二(12)的长度差大于等于0.8米。

Claims (6)

1.一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于：
包括泵浦光源(01)、波分复用器(02)、掺铒光纤(03)、光纤耦合器一(04)、高非线性光纤(05)、偏振控制器一(06)、光纤耦合器二(07)、光纤耦合器三(08)、偏振控制器二(09)、保偏光纤一(10)、偏振控制器三(11)、保偏光纤二(12)，泵浦光源(01)与波分复用器(02)的输入端相连，波分复用器(02)的端口一021与掺铒光纤(03)的一端相连，波分复用器(02)的输入端的另一端口与光纤耦合器二(07)的左侧端口071相连，掺铒光纤(03)的右侧端口031与光纤耦合器一(04)相连，光纤耦合器一(04)的端口041与光纤耦合器二(07)相连。光纤耦合器一(04)的另一端口042与光纤耦合器二(07)的端口072之间一次接入高非线性光纤(05)和偏振控制器一(06)，光纤耦合器二(07)的右侧端口073与光纤耦合器三(08)的左侧相连，光纤耦合器三(08)的左侧端口081与右侧端口082之间依次接入偏振控制器二(09)、保偏光纤一(10)、偏振控制器三(11)和保偏光纤(12)，光纤耦合器三(08)的左侧第二端口083作为激光器的输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于，所述掺杂光纤(03)包括掺铒光纤、掺镱光纤或掺铥光纤。
3.根据权利要求1所述的一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于，保偏光纤一(10)和保偏光纤(12)的长度不同。
4.根据权利要求1所述的一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于，光纤耦合器一(04)、光纤耦合器二(07)和光纤耦合器三(08)的分光比为50:50或70:30或80:20或90:10。
5.根据权利要求1所述的一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于，掺杂光纤(03)为掺镱光纤时，高非线性光纤(05)的长度大于100米，保偏光纤一(10)与保偏光纤二(12)的长度差大于等于0.5米。
6.根据权利要求1所述的一种波长间隔可调的高稳定性多波长光纤激光器，其特征在于，掺杂光纤(03)为掺铥光纤时，高非线性光纤(05)的长度大于120米，保偏光纤一(10)与保偏光纤二(12)的长度差大于等于0.8米。
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