CN201975683U - 一种可开关多波长半导体光纤环形激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型的可开关多波长半导体光纤环形激光器。该激光器包括：半导体光放大器(SOA)、光环形器、偏振控制器、扰模器、2°角倾斜多模光纤布拉格光栅以及光耦合器。本实用新型把SOA的非均匀增益特性抑制模式竞争和倾斜光栅的多波长滤波特性相结合研制了可开关的多波长光纤激光器，结构简单紧凑，性能稳定。通过调整扰模器上的压力大小以及偏振控制器的状态，能够实现功率均衡的单波长、双波长及多波长的可开关切换输出。

Description

一种可开关多波长半导体光纤环形激光器

技术领域

本实用新型属于光纤激光器领域，具体涉及一种基于2°角倾斜多模光纤布拉格光栅作为梳状滤波器的新型可开关多波长半导体光纤环形激光器。

背景技术

随着光纤通信系统的发展，波分复用(WDM)在光纤通信系统中得到了广泛的应用。多波长光纤激光器能同时为多个信道提供光源，大大降低光发射端成本，成为近年来激光器的研究热点之一。其中研究较多的：以掺饵光纤作为增益介质的多波长掺饵光纤激光器，由于掺饵光纤的均匀展宽特性而很难在室温下获得稳定的多波长激射；基于拉曼放大的光纤激光器，其非均匀的增益特性能够有效的抑制模式竞争，但由于需要较大的泵浦功率，限制了它的应用。

多波长光纤激光器中常用光纤光栅提供反馈并选择不同波长和利用滤波机理来实现滤波。由于普通光纤光栅只能反射特定的一个波长，要实现多波长的激光选频就必须用到特殊结构的光纤光栅，如取样光栅、重叠写入式光栅、保偏光纤光栅等，这大大增加了光纤光栅光栅的制作难度，提高了成本。倾斜光纤布拉格光栅是一种特殊的光纤光栅，其纤芯中倾斜的折射率调制使得前向传输的纤芯模耦合到后向的纤芯模以及多个包层模，反射谱中可引起多个谐振峰，可用于多波长选频。

发明内容

本实用新型针对以上技术中的不足，提出了一种基于2°角倾斜多模光纤布拉格光栅的新型可开关多波长半导体光纤环形激光器。该激光器把半导体光放大器(SOA)的非均匀增益特性抑制模式竞争和倾斜光栅的多波长滤波特性相结合，结构简单紧凑，具有工作稳定性好、输出光谱宽和不同波长功率平坦度高的优点。

本实用新型为解决技术问题所采取的方案：

一种可开关多波长半导体光纤环形激光器包括半导体光放大器、光环形器、偏振控制器、扰模器、2°角倾斜多模光纤布拉格光栅以及光耦合器。

一个半导体光放大器作为增益介质，采用120mA的驱动电源；

一个光环形器，第一端口连接在半导体光放大器后面，第二端口与偏振控制器一端连接，保证光纤中光信号的单方向传输；

一个偏振控制器，一端与光环行器第二端口光连接，另一端与倾斜多模光纤布拉格光栅光连接，用于调整光纤中谐振光的偏振态；

一个倾斜多模光纤布拉格光栅，连接在偏振控制器后面，用于进行多波长选频；

一个扰模器，插接在偏振控制器和倾斜多模光纤布拉格光栅之间，用于改变光纤中的模式激励条件；

一个光耦合器，一边的一个端口连接光环形器的第三端口，另一边其10％端口用于激光输出，另一端口连接SOA1，将剩余90％能量通过半导体光放大器继续放大；

本实用新型所具有的有益效果为：

1、半导体光放大器的非均匀增益特性有效的抑制了光纤中的模式竞争；

2、采用2°角倾斜多模光纤布拉格光栅作为多波长滤波器进行选频，避免了同类多波长激光器中复杂结构光纤光栅或特殊光栅，如取样光栅、重叠写入式光栅、保偏光纤光栅等的使用，降低了光栅的制作难度及其成本；

3、对扰模器施压可以改变光纤中的模式激励条件，2°角倾斜多模光纤布拉格光栅的反射率会随之改变，导致激光的起振波长发生相应的变化；

4、使扰模器上的压力大小恒定，调节偏振控制器，控制SOA增益带宽内不同波长的反射率，使得多个反射波长在谐振腔内获得的净增益尽可能的相等，实现了功率均衡的稳定的单波长、双波长及多波长输出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：

一个半导体光放大器1作为增益介质，采用120mA的驱动电源；

一个光环形器2，第一端口连接在半导体光放大器1后面，第二端口与偏振控制器3连接，保证光纤中光信号的单方向传输；

一个偏振控制器3，一端与光环行器2的第二端口光连接，另一 端与倾斜多模光纤布拉格光栅5光连接，用于调整光纤中谐振光的偏振态；

一个多模光纤布拉格光栅5，连接在偏振控制器3后面，用于进行多波长选频；

一个扰模器4插接在偏振控制器3和倾斜多模光纤布拉格光栅5之间，用于改变光纤中的模式激励条件；

一个光耦合器6，一边的一个端口连接光环形器的第三端口，另一边其10％端口用于激光输出，另一端口连接SOA1，将剩余90％能量通过半导体光放大器继续放大；

本实用新型的工作方式为：采用120mA的电源驱动SOA产生放大的自发辐射光；2°角倾斜多模光纤布拉格光栅作为多波长滤波器进行选频。对扰模器施压，可以改变光纤中的模式激励条件，2°角倾斜多模光纤布拉格光栅的反射率会随之改变，导致激光的起振波长发生相应的变化；使扰模器上的压力大小恒定，通过调节偏振控制器，控制SOA增益带宽内不同波长的反射率，使得多个反射波长在谐振腔内获得的净增益尽可能的相等，实现功率均衡的单波长、双波长及多波长输出。在2h的连续扫描中激光器的输出抖动约为0.12dB，波长分离比为0.54nm，实现了光纤激光器多波长的稳定输出。

本实例中采用120mA电源驱动SOA；2°角倾斜多模光纤布拉格光栅的纤芯直径为62.5μm，芯层折射率约为1.452，光栅周期为536.8nm。

Claims (2)

1.一种可开关多波长半导体光纤环形激光器，其特征在于包括：

一个半导体光放大器作为增益介质，采用120mA的驱动电源；

一个光环形器，第一端口连接在半导体光放大器后面，第二端口与偏振控制器一端连接，保证光纤中光信号的单方向传输；

一个偏振控制器，一端与光环行器的第二端口光连接，另一端与倾斜多模光纤布拉格光栅光连接，用于调整光纤中谐振光的偏振态；

一个倾斜多模光纤布拉格光栅，连接在偏振控制器后面，用于进行多波长选频；

一个扰模器，插接在偏振控制器和倾斜多模光纤布拉格光栅之间，用于改变光纤中的模式激励条件；

一个光耦合器，一边的一个端口连接光环形器的第三端口，另一边其10％端口用于激光输出，另一端口连接SOA，将剩余90％能量通过半导体光放大器继续放大；

2.根据权利要求书1所述的可开关多波长半导体光纤环形激光器，其特征在于上述倾斜多模光纤布拉格光栅，倾斜角为2°，纤芯直径62.5μm，芯层折射率约为1.452，光栅周期为536.8nm。 

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