CN1477739A - 超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源 - Google Patents

Abstract

超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源(FBCSL)属于高速宽带光纤通信技术领域，其特征在于：它是一种采用在拉曼激光波长处具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL－DSF)作为增益介质，而在上述HNL－DSF两端或者接宽带反射器构成全光纤Fabry－Perot(F－P)腔可调宽连续谱拉曼激光器，或者用宽带波分复用光纤耦合器连接以构成全光纤环形腔可调宽连续谱拉曼激光器；上述的HNL－DSF还可用新一代光子晶体光纤(PCF)代替。用它做泵浦源能产生超平坦宽带的光纤拉曼放大增益谱，它的光谱带宽和谱型可调，而且工作波段灵活；全光纤结构简单，泵浦光损耗下降。引进PCF技术还可实现高泵浦转换效率的小型FBCSL。

Description

超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源

技术领域

本发明属于光纤放大器与激光器及高速宽带光纤通信技术领域，特别涉及一种在密集波分复用(DWDM)光通信系统中实现超平坦宽带均衡光纤拉曼放大的方法及其全光纤可调宽连续谱激光泵源(FBCSL)。

背景技术

掺铒光纤放大器(EDFA)的问世(1986年)曾引发光纤通信技术发展的一次重大飞跃，采用EDFA的波分复用(WDM)传输技术已成为当今光纤通信工程系统发展的主导方向。随着近年来数据、语音、图像、多媒体等多种通信业务的迅猛增长，WDM光通信系统传输容量不断升级。作为新一代的光放大技术，光纤拉曼放大器(FRA)以其独具的低噪声、宽频带、工作波段可调的优异特性而显示出在高速、大容量、长距离DWDM光纤通信网络中诱人的应用前景。近年来，大功率泵浦激光源的技术突破有力地推动了FRA的研发进展，它的工程实用化进程越来越受到关注，已成为近年来国内外研发“热点”。

FRA的工作原理与EDFA完全不同，它是利用高功率激光泵浦传输光纤自身的非线性光学效应-受激拉曼散射(SRS)-将光信号直接放大。比如，将14××nm波段的泵浦光注入常规石英传输光纤，即可在15××nm波段获得光增益。

图1给出反向泵浦分布式光纤拉曼放大器(B-DFRA)的光路结构图。14××nm波长的泵浦激光(Pump)连到波分复用耦合器(WDM)的111端，并通过111-113端间的耦合注入传输光纤以激发光纤中的SRS，15××nm波长的信号光从传输光纤左端(F1)输入，并在光纤中的整个传输过程中获得分布拉曼增益，经放大的信号光经WDM的113-112端直通从传输光纤右端(F2)输出。

与EDFA相比，FRA具有以下重要特点：

1、FRA的工作波段由泵浦波长决定，不象EDFA那样受掺铒离子发射波长的限制。因此，只要采用适当波长的泵浦光可在光纤的整个传输带宽范围(1292-1660nm)内实现宽带光放大，故易于扩展新的通信波长范围。

2、单个波长泵浦FRA的本征增益谱呈“三角形”，平坦范围大约15nm，采用多个波长泵浦可将增益谱进一步展宽，适当选择泵浦波长的数目及其相应的功率配比，可实现起伏较小的宽带增益谱。

3、FRA可以采用分布放大(DFRA)方式，具有良好的噪声特性，这对高速宽带光纤通信系统具有重要意义，不仅有助于增加段间跨距，延长链路的传输距离和降低成本，还有利于旧系统向更高速率升级而无需改变系统链路结构。

现今的DWDM光通信系统的典型传输带宽为32nm(C波段)或80nm(C+L波段)，对于系统中使用的DFRA，要求它在整个传输带宽范围对光信道提供增益或功率的均衡放大，具体包括：

1、在整个传输带宽内DFRA应有平坦的增益谱

多波长泵浦DFRA的合成增益谱起伏较大；另外，不同波长的泵浦光之间和信号光之间附加的SRS会使能量发生转移，导致增益谱朝长波长方向上斜。增益谱的起伏和倾斜将导致不同波长的信道增益不同，且这种增益差还会随级连放大而累积加重，导致某些信道功率剧增而其它信道受到抑制，使低增益的信道光信噪比严重恶化。

2、在系统动态运行下DFRA的平坦增益谱应在线可调

在实际的光通信网络中，路由路径的变化会使得进入节点光放大器的各信道功率发生改变；另外，通过光放大器的信道数也可能随网络的重构或信道的上下而改变，引起增益谱和输出功率谱的动态失衡。对于DFRA，当输入信号的数目和功率发生改变时，还会由于信道间的SRS效应使输出谱出现倾斜。

迄今，解决拉曼增益谱平坦可调的办法是：采用分立的多个波长泵浦产生的拉曼增益谱的叠加实现宽带放大，通过合理设计泵浦参量(泵浦波长数、波长值及其功率配比)实现在传输带宽内起伏最小的平坦拉曼增益谱；通过调整各泵浦波长的功率配比实现增益谱倾斜度的调整。

图2(a)给出分别采用3、4、6、8个泵浦波长产生的拉曼增益谱，每组泵浦波长的功率配比均经优化以使相应的增益谱起伏最小。图2(b)为8个泵浦波长的功率配置。由图可见，随着泵浦波长数的增多，合成拉曼增益谱的起伏减小。

目前，用作光纤拉曼放大器的多波长泵源有两类：

1、多波长半导体激光器(LD)组合泵源(S.Namiki and Y.Emiori，IEEE Journal on Selectedtopics of Quantum Electronics，vol.7，no.1，2001)。将多支14××nm不同波长的LD通过多波长合波器组合成一束激光输出，为消除光纤拉曼放大的偏振相关性，每一泵浦波长均由两个正交偏振输出的LD通过偏振合波器合成一束。已报道用12个波长的14××nm LD组合泵源实现超平坦的光纤拉曼放大，并通过调整各波长泵浦功率来实现增益谱倾斜的调整。

然而，使用过多的泵浦LD使系统成本增高，封装也很困难；且过多的泵浦波长需要较复杂的泵浦合波器件，相应的泵浦光损耗较大，降低了泵浦的利用效率；另外，过多的泵浦波长也使通过调节泵浦功率来实现增益谱的动态调整变得十分复杂。因此，在实际应用中，往往仅使用2～5个泵浦波长，增益谱的平坦度相应地受到限制。例如，对于80nm带宽的增益谱，如采用4个或5个泵浦波长，在10dB平均增益下最小的增益起伏可分别达到1.5dB或1.0dB。

2、多波长光纤拉曼激光器泵源(Leplingard F，Bome S，Lorcy L，et a1.，ECOC’2002，vol.2，4.1.2，2002)。采用915nm波长的超大功率多模LD泵浦双包层掺镱光纤激光器产生1117nm波长的激光，再经3级(掺P光纤)或5级(掺Ge光纤)级联的拉曼移频光纤光栅腔转换为14××nm波长的激光。目前，该类激光器可同时在14××nm波段输出3～6个激光波长，915nm泵浦光功率高达10瓦级，14××nm输出功率达到1瓦以上，还可以通过调整各波长的输出耦合器来调节各波长的功率。

然而，此类激光器输出波长数目有限，增益谱平坦度与上述相同波长数的LD组合泵源的效果相当；另外，各波长的输出光功率互相关联，同样使通过调节泵浦功率来实现增益谱的动态调整变得十分困难。

综上所述，尽管DFRA具有诱人的低噪声宽带放大特性，尽管当今光通信系统的容量升级对它有着急切的期盼，即使在国际光通信市场上已推出了商品的DFRA，但对于分立多波长泵浦的DFRA来说，无论采用何种激光泵源，都存在若干难以回避的缺憾给它的工程实用化带来困难，主要问题包括：

1.从信道光信噪比的均衡考虑，由于分立多波长泵浦叠加拉曼增益谱固有的起伏，外加不同泵浦波长之间和不同信号光之间的附加SRS的影响，使拉曼增益谱的平坦度受到限制，而且这种增益谱的起伏还会在级联放大系统中累积增大，导致DWDM传输信道光信噪比的失衡(K.Ennser and V.L.da Silva，ECOC’2000)。

2.从系统WDM信道增益和功率的动态调控考虑：分立多波长泵浦的合成增益谱由各泵浦波长的增益贡献叠加而成，而在泵浦放大过程中的附加SRS效应又使得各波长泵浦光对增益谱的贡献互不独立。因此，试图通过调整泵浦功率来实现DFRA增益谱的在线调整远比EDFA要困难得多(J.K.Rhee，M.J.Li，P.Iydroose and et al.，OFC’2002，PaperPD38，2002，)。

3.从工程成本与运行安全考虑：LD组合泵源需要多支高功率的LD通过复杂的合波器件合束；而光纤拉曼激光器泵源同样需要近10瓦级功率的多模LD泵源和复杂的双包层掺镱光纤及多级光纤光栅腔拉曼移频。这两种拉曼泵浦源都将使系统工程成本大增，而且要求在系统安装、调试和运行过程中必须加强对强激光的安全防护。

因此，切实解决这些问题便成为推进FRA实用化以及光纤通信系统向大容量升级的关键难点。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足之处，提出一种用于实现超平坦宽带均衡光纤拉曼放大的全光纤可调宽连续谱激光泵源。其基本思路是：根据多波长泵浦光纤拉曼增益谱叠加演变的基本规律：既然功率配置适当的泵浦波长数越多，合成拉曼增益谱的起伏越小，如将多个分立的激光波长泵浦推至极限-采用宽带连续谱的激光泵浦，应能实现超平坦宽带光纤拉曼放大。关键是实现一种宽谱可调连续激射的泵浦激光器。

本发明的全光纤可调宽连续谱激光泵源的工作原理基于强激光激励下石英光纤谐振腔中综合非线性光学相互作用过程：受激拉曼散射(SRS)效应提供光增益，零色散波长附近的非线性相位调制及四波混频(FWM)，参量放大效应使光谱展宽，实现宽谱可调的连续激射。具体描述如下：

第一、全光纤腔拉曼激射

基于石英光纤中的受激拉曼散射(SRS)，当采用单色激光泵浦石英光纤时，将在低于泵浦频率13.2THz处产生拉曼增益谱，用分贝(dB)表示的拉曼增益为：

         G_R(dB)≈4.343P_pL_effg_R/A_eff                  (1)由此可见，拉曼增益G_k(dB)的大小随泵浦功率P_p、光纤有效长度L_eff、光纤的拉曼增益系数g_R以及光纤有效截面面积的倒数1/A_eff呈指数增长规律。拉曼增益谱宽与泵浦功率相关，并由石英介质的振动模式决定，在10dB峰值增益下，平坦增益谱区大约15～20nm。若适当引进光反馈机制，例如，采用波分复用耦合器将光纤连成环形腔，或在光纤两端接光反射器构成Fabry-Perot直线腔，即构成光纤拉曼激光器，只要拉曼增益大于光纤腔损耗，即可产生窄线宽的连续拉曼激射。由(1)式看到，高效率的光纤拉曼激光器宜采用芯径较细、拉曼增益系数g_R较高的高光学非线性光纤，且增大泵浦功率和光纤有效长度可获得高功率的拉曼激光输出。由于拉曼增益谱的中心波长仅由泵浦波长决定，选择适当的泵浦波长即可在石英光纤的整个传输带宽内(1292-1660nm)实现拉曼激射。

第二、光纤拉曼激射谱的展宽

基于石英光纤拉曼激光腔中多种非线性光学效应的综合作用，包括非线性相位调制和各纵模间四波混频(FWM)等，可在零色散波长附近将拉曼激光谱展宽。

考虑在光纤中频率为ω₁和ω₂同向传播的两个纵模，相互之间会发生连续拍频，频率为ω＝ω₂-ω₁的光强调制将引起与光强I相关的光纤折射率变化n₂(I，ω)。光纤中频率为ω₃的第三个纵模将因n₂(I，ω)而受到相位调制，致使其产生频率为ω₄＝ω₃±(ω₂-ω₁)的边带；同样，频率为ω₃和ω₁的两个纵模也会互相拍频，使频率为ω₂的纵模也产生频率为ω₄＝ω₂±(ω₃-ω₁)的边带，而新的边频ω₂+(ω₃-ω₁)与前述边频ω₃+(ω₂-ω₁)重合，这就是四波混频(FWM)过程。假定相互作用的各纵模偏振态完全一致，则频率为ω₄＝ω₃+ω₂-ω₁的波场复振幅可表示为(D.Marcuse，A.R.Chraplyvy and R.W.Tkach，J.Lightwave Technol.，vol.9，no.1，1991) $A_{321}=\left(g_{321}{e}^{-\mathrm{\αL}/2}\right)\left(\mathrm{i\γ}{A}_3{A}_2{A}_1^{*}\right)\frac{1-e^{-(\mathrm{\α}+\mathrm{i\Δ\β})L}}{\mathrm{\α}+\mathrm{i\Δ\β}}..........\left(2\right)$ 其中A₁，A₂和A₃是三个纵模分量的复振幅，若ω₃＝ω₂，g₃₂₁＝1，否则g₃₂₁＝2。γ是光纤非线性系数，α是光纤损耗，L是光纤长度。Δβ＝β₁+β₄-β₂-β₃为相位失配量。注意到光纤激光腔中存在许多等频率间距(c/nL)的纵模，各个纵模都有可能通过这种FWM过程而相互耦合，导致多纵模的同时激射而使拉曼激光谱展宽。从(2)式看到，随着泵浦功率的增强，各纵模功率的提升使FWM场分量增长很快；另外，相位失配量Δβ越小，FWM波场也越强，这都使相应的拉曼激射谱展得更宽。因此，选择在拉曼激光波段具有近平坦零色散特性的光纤作增益媒质，即可在强激光泵浦的光纤腔内实现宽谱连续激射。

第三、光纤拉曼激射谱形的调控

如采用多个不同波长的激光泵浦光纤腔，则可形成以相应各拉曼激射波长为中心的多个连续激射谱带，合成的激射谱将进一步展宽；通过调整各泵浦波长的间隔和相对功率大小，即可对激光器的输出光谱形状进行灵活而有效的调整。

于是，使用所述全光纤可调宽连续谱激光器作泵源，即可实现超平坦宽带均衡光纤拉曼放大。

本发明的特征在于：它是一种采用在拉曼激光波长附近具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL-DSF)作为增益介质，而在上述HNL-DSF两端接宽带光反射器构成Fabry-Perot(F-P)腔的全光纤F-P腔可调宽连续谱拉曼激光器；其中的全光纤F-P激光谐振腔依次由宽带光纤环路全反射镜FRR32、HNL-DSF和宽带光纤环路部分反射镜FRR31沿激射光传输光纤通道构成；具体而言，它含有：

HNL-DSF；

多个波长的强泵浦激光构成的泵浦源；

宽带波分复用光纤耦合器WDM31：上述泵浦源发出的泵浦光通过它耦合进激射光传输光纤通道并激发与其相连的上述HNL-DSF；宽带光纤环路全反射镜FRR32：它由一个输入光纤端口和上述HNL-DSF的剩余泵浦光漏出端口相连、两个输出光纤端口直连成全光反馈环路的对激射光耦合比为50％的光纤耦合器3dBDC32构成；

宽带光纤环路部分反射镜FRR31：它由一个输入光纤端口与上述WDM31的激射光传输通道光纤端口相连、两个输出光纤端口直连成部分光反馈环路的对激射光耦合比为xdB的光纤耦合器xdBDC33构成，xdBDC33的部分透射光纤端口是激光器的输出口。

本发明的特征还在于：它是一种采用在拉曼激光波长附近具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL-DSF)作为增益介质，而在HNL-DSF两端用宽带波分复用光纤耦合器把HNL-DSF连成环形谐振腔的全光纤环形腔可调宽连续谱拉曼激光器；它含有：

HNL-DSF；

顺时针方向(CW)循环的光纤环形激光谐振腔：它由沿激射光传输光纤通道顺时针依次连接在HNL-DSF两端的宽带波分复用光纤耦合器WDM41、光隔离器ISO和对激射光耦合比为xdB的宽带光纤耦合器xdBDC43构成；在光纤环形腔内CW方向循环的激射光通过xdBDC43耦合后输出；

多个波长的强激光构成的泵浦源：它发出的泵浦光通过上述WDM41耦合进激射光传输光纤通道并激发与其相连的上述HNL-DSF；

剩余泵浦光反馈器件：它由与上述HNF-DSF的剩余泵浦光漏出端口相连的另一个串接在光纤环形腔内的宽带波分复用光纤耦合器WDM42和一个输入光纤端口与所述WDM42的耦合导出剩余泵浦光的光纤端口相连、两输出光纤端口直连成环路全反射镜FRR的对泵浦光耦合比为50％的光纤耦合器3dBDC44构成；

本发明的特征还在于：所述的HNL-DSF可以是新一代具有高光学非线性的光子晶体光纤(PCF)。

试验证明：本发明可以在节约成本，简化设备的结构的同时，实现光纤拉曼放大增益谱的宽带超平坦化，而且也为动态在线调整增益谱创造了条件。

附图说明图1 光纤拉曼放大器光路结构图图2 多波长泵浦的光纤拉曼增益谱

(a)平坦度经优化的不同波长泵浦的光纤拉曼增益谱

(b)相应的泵浦波长及其功率配置图3 Fabry-Perot腔FBCSL光路结构图图4 环形腔型FBCSL光路结构图图5 单波长泵浦FBCSL的输出激光谱

(a)输出激光谱宽随泵浦功率变化的实测曲线

(b)单波长泵浦FBCSL输出激光的纵模谱图6 双波长泵浦(1425nm和1454nm)FBCSL的输出激光谱

(a)平坦度经优化的FBCSL输出激光谱

(b)双波长泵浦FBCSL的输出激光谱随泵浦功率变化的实测曲线图7 采用双波长泵浦(1425nm和1463nm)FBCSL作泵源的超平坦拉曼增益谱

(a)FBCSL的输出激光谱

(b)用FBCSL泵浦的光纤拉曼增益谱

具体实施方式

所述FBCSL采用在拉曼激光波长处具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL-DSF)作为增益介质，可在HNL-DSF光纤两端接宽带光反射器构成直线型Fabry-Perot(F-P)谐振腔，也可采用波分复用宽带耦合器将HNL-DSF光纤连成环形谐振腔。

图3为F-P腔FBCSL的光路结构。HNL-DSF的F31端与WDM31(宽带波分复用光纤耦合器)的312端相连，WDM31的313端连接泵浦源，泵浦光通过WDM31的313-312端间的耦合馈入HNL-DSF激发光纤中的受激拉曼散射而形成增益区。HNL-DSF的F32端与3dBDC32(耦合比为50％的光纤耦合器)的321端相连，3dBDC32的323端和324端相连构成FRR31(反射率为100％的宽带光纤环路反射镜)；WDM31的314端与xdBDC33(耦合比为x的光纤耦合器，x值根据最佳激光输出条件决定)的331端相连，xdBDC33的333端和334端相连构成FRR32(宽带光纤环路部分反射镜)，于是，由FRR31、HNL-DSF和FRR32便构成全光纤F-P激光谐振腔，xdBDC33的332端为激光器输出口。根据实际需要，还可在腔内添加滤波器件，以便控制输出激光谱的带宽和形状。

图4为光纤环形腔FBCSL的光路结构。HNL-DSF的F41端通过WDM41(宽带波分复用光纤耦合器)的412-414端、ISO(光隔离器)的401-402端、xdBDC43(耦合比为xdB的宽带光纤耦合器)的431-433端、WDM42(宽带波分复用光纤耦合器)的424-422端与F42端相连，构成顺时针方向(CW)循环的光纤环形激光谐振腔。WDM41的413端与泵浦源相连，泵浦光通过WDM41的413-412端间的耦合馈入HNL-DSF激发光纤中的受激拉曼散射而形成增益区。WDM42的423端连接一个由3dBDC44(耦合比为50％的光纤耦合器)构成的FRR(反射率为100％的光纤环路反射镜)，从HNL-DSF漏出的剩余泵浦光通过WDM42的422-423端耦合出光纤环形腔，再经FRR反射又全部返回环腔内再次激发HNL-DSF，从而使泵浦光功率得到充分利用。在环形腔内CW方向循环的激光通过xdB DC43的431-434端间的耦合从434端输出。根据实际需要，还可以在腔内添加滤波器件，以便为控制输出激光谱的带宽和形状。

所述FBCSL利用强激光激励所述高光学非线性光纤谐振腔而形成受激拉曼激射，利用HNL-DSF高的光学非线性以提高泵浦转换效率，利用HNL-DSF在零色散波长附近的光学非线性相位调制和四波混频使激射谱展宽。

图5给出全光纤环形腔FBCSL工作在单波长泵浦下的输出光谱与泵浦光功率的关系。增益媒质采用长1447m的HNL-DSF，光纤损耗系数为1.33dB/km(1425nm)和0.73dB/km(1550nm)，零色散波长为1543.1nm(色散斜率为S＝0.015ps/nm²/km)，非线性光纤系数为γ＝12.5/W/km。泵浦波长为1425nm，最大输出总功率为1.2W。测得1550nm波长处光纤环形腔的损耗约为4dB，耦合器xdBDC的输出耦合比为～70％。由图可见，拉曼激光中心波长位于1520nm处，随着泵浦光功率的逐步增强，输出拉曼激光谱逐渐展宽。将输出激光通过一个带宽为1.2nm的可调光带通滤波器，用电频谱仪(HP859E)观测其自差拍信号，如图5所示。可以看出，FBCSL输出光含有极多纵模，纵模间隔为142kHz，与光纤环形腔腔长(1447m)估算的结果相吻合。

所述FBCSL可采用多个波长泵浦将拉曼激光谱进一步展宽。图6是在两个波长(1425nm和1454nm)泵浦下全光纤环形腔FBCSL最平坦的拉曼激光谱。泵浦功率分别为425mW(1425nm)和445mW(1454nm)，测得输出激光谱的±2dB带宽为44nm。

所述FBCSL可通过调整各泵浦波长的功率配比实现对输出激光谱形的调控。图7是在两个波长(1425nm和1463nm)泵浦下环形腔FSCL输出光谱倾斜度随泵浦功率配比的变化情况，(a)(b)(c)标注的三种谱型分别对应三组泵浦功率配比。由图可见，通过调整两波长的泵浦功率配比可以灵活调控FSCL输出光谱的倾斜度。如增加泵浦波长数，则可对增益谱的平坦度进行更精细的调整。

所述本发明的FBCSL可作为光纤拉曼放大器泵源实现超平坦增益谱的拉曼放大。图7(a)给出用作光纤拉曼放大实验的双波长(1425nm，1463nm)泵浦FBCSL的输出激光谱，图7(b)为用该宽谱激光泵浦的L⁺-波段光纤拉曼放大开关增益谱。泵浦光功率分别为610mW(1425nm)和400mW(1463nm)，传输光纤选用25公里TureWave光纤。由图可见，开关增益的最大值为3.7dB，增益谱±0.1dB带宽达到39nm；如果采用常规的多波长泵浦技术，为达到相同的增益平坦度至少需要4个泵浦波长。

所述本发明的FBCSL可采用新一代光子晶体光纤(PCF)取代HNL-DSF可使FBCSL性能进一步优化。鉴于近年来出现的PCF可具有极高的光学非线性和灵活的色散特性，已证明其光学非线性系数比常规石英光纤高500倍，可实现从800nm(可见光波段)到1500nm(近红外波段)的零色散特性。因此，采用PCF可使FBCSL腔长大大缩短，泵浦光功率可大幅度降低，从而实现高效率的小型化FBCSL。

与常规采用分立多波长泵浦的光纤拉曼放大技术相比，本发明的FBCSL及其用作光纤拉曼放大的优点是：第一、采用较少波长数的FBCSL泵浦源可实现超平坦增益谱的光纤拉曼放大，从而减小含FRA的DWDM系统传输光信噪比的恶化；第二、光谱带宽和谱型可调。通过调整FBCSL不同泵浦波长的功率配比可调整输出激光谱形，从而可以灵活而有效地调控FRA拉曼增益谱的平坦度和倾斜度。第三、工作波段灵活。通过合理选择FBCSL泵浦波长值和波长数可灵活设计输出激光谱的波段和谱型，从而可对不同波段和谱宽的光信号进行光纤拉曼放大；第四、引进新型光子晶体光纤(PCF)技术可实现高泵浦转换效率的小型化FBCSL；另外，简单的全光纤结构，宽谱激光从同一光纤中产生和输出，无需复杂而昂贵的泵浦合波器件，使泵浦光损耗大大降低。这种低泵浦运行的小型化FBCSL不仅节约工程成本，而且使用安全可靠。

Claims (4)

1.超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源，其特征在于：它是一种采用在拉曼激光波长附近具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL-DSF)作为增益介质，而在上述HNL-DSF两端接宽带光反射器构成Fabry-Perot(F-P)腔的全光纤F-P腔可调宽连续谱拉曼激光器；其中的全光纤F-P激光谐振腔依次由宽带光纤环路全反射镜FRR32、HNL-DSF和宽带光纤环路部分反射镜FRR31沿激射光传输光纤通道构成；具体而言，它含有：

HNL-DSF；

多个波长的强泵浦激光构成的泵浦源；

宽带波分复用光纤耦合器WDM31：上述泵浦源发出的泵浦光通过它耦合进激射光传输光纤通道并激发与其相连的上述HNL-DSF；宽带光纤环路全反射镜FRR32：它由一个输入光纤端口和上述HNL-DSF的剩余泵浦光漏出端口相连、两个输出光纤端口直连成全光反馈环路的对激射光耦合比为50％的光纤耦合器3dBDC32构成；

宽带光纤环路部分反射镜FRR31：它由一个输入光纤端口与上述WDM31的激射光传输通道光纤端口相连、两个输出光纤端口直连成部分光反馈环路的对激射光耦合比为xdB的光纤耦合器xdBDC33构成，xdBDC33的部分透射光纤端口是激光器的输出口。

2.根据权利要求1所述的超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源，其特征在于：所述的HNL-DSF可以是新一代具有高光学非线性的光子晶体光纤(PCF)。

3.超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源，其特征在于：它是一种采用在拉曼激光波长附近具有近平坦零色散特性的高光学非线性光纤(HNL-DSF)作为增益介质，而在HNL-DSF两端用宽带波分复用光纤耦合器把HNL-DSF连成环形谐振腔的全光纤环形腔可调宽连续谱拉曼激光器；它含有：

HNL-DSF；

顺时针方向(CW)循环的光纤环形激光谐振腔：它由沿激射光传输光纤通道顺时针依次连接在HNL-DSF两端的宽带波分复用光纤耦合器WDM41、光隔离器ISO和对激射光耦合比为xdB的宽带光纤耦合器xdBDC43构成；在光纤环形腔内CW方向循环的激射光通过xdBDC43耦合后输出；

多个波长的强激光构成的泵浦源：它发出的泵浦光通过上述WDM41耦合进激射光传输光纤通道并激发与其相连的上述HNL-DSF；

剩余泵浦光反馈器件：它由与上述HNF-DSF的剩余泵浦光漏出端口相连的另一个串接在光纤环形腔内的宽带波分复用光纤耦合器WDM42和一个输入光纤端口与所述WDM42的耦合导出剩余泵浦光的光纤端口相连、两输出光纤端口直连成环路全反射镜FRR的对泵浦光耦合比为50％的光纤耦合器3dBDC44构成；

4.根据权利要求3所述的超平坦宽带拉曼放大用的全光纤可调宽连续谱激光泵源，其特征在于：所述的HNL-DSF可以是新一代具有高光学非线性的光子晶体光纤(PCF)。

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