CN205944724U - 一种双级双泵浦的c+l波段的高功率掺铒宽带光源 - Google Patents
一种双级双泵浦的c+l波段的高功率掺铒宽带光源 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，包括抽运源、波分复用器、光隔离器、掺铒光纤、光纤反射镜、激光二极管温度和功率控制电路；先用两个980nm和一个1480nm二极管作为抽运源，用两个3dB宽带耦合器作为光纤反射镜，同时利用功率控制电路让光源输出光稳定，得到功率为169mW，带宽达到80.7nm(1525.112‑1605.813nm)的C+L波段宽带光源。之后为了减少成本使用一个980nm的LD代替两个980nm的LD，实现了单管双泵浦作用，得到了同样的结果。光纤环形镜的使用，不仅改善了光源的平坦度，并且大大提高了光光转化效率。本实用新型结构简单，具有较高性能，并且可以获得高平坦光输出的ASE光源，其对光源结构研究具有重要意义。
Description
技术领域：
本实用新型一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源装置，特别涉及激光器领域，尤其涉及双级双泵浦的C+L波段的掺铒宽带光源。
背景技术：
掺Er超荧光光纤光源(Er-SFS)具有温度稳定性好、输出功率高、光谱稳定性好、偏振相关性低、使用寿命长和易于与单模光纤传感系统耦合等特点。所以在很多领域得到了广泛的应用。
随着光纤传感系统和光纤测试系统的不断发展，带光纤环形镜的特殊设计越来越得到研究者的青睐，从光纤环形镜反射回来的光经过掺铒光纤后，不仅放大了C波段的光，也放大了长波L波段的光。目前的C波段的放大自发辐射宽带光源的研究已经很成熟，但是随着通信需求的不断增加，通信带宽不断地向L波段拓展，使得C+L波段的超宽带光源的研究日趋迫切。
从光源的放大效果来看，铒光纤的掺杂浓度是影响宽带光源技术的重要因素，现在铒光纤的掺杂技术也不断提高，选择高掺杂铒光纤制作超荧光光源能够获得更高输出功率的超荧光。
发明内容：
本实用新型旨在解决光源的输出平坦行问题，提供一种能输出光谱平坦，能重新调整输出波形的特性的光源。本实用新型采用的技术方案如下：一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于依次连接的光纤环形镜FLM、三个980/1550nm波分复用器WDM1、WDM2和WDM3、光隔离器、掺铒光纤EDF1和掺铒光纤EDF2、光纤环形器、泵浦源。
优选的，1480nm激光二极管泵浦光源尾纤最大输出功率为300mW，中心波长为1473.92nm，阈值电流为24.800mA，允许最大抽运电流为1300mA，激光二极管尾纤输出光功率随抽运电流从阈值电流起点基本呈线性关系，同时采用的980nm激光二极管尾纤最大输出功率为300mW，中心波长为979.04nm，阈值电流为27.8mA，激光二极管尾纤输出光功率随抽运电流从阈值电流点起基本上呈线性关系。
优选的，选用的掺铒光纤掺铒浓度4000ppm，截止波长为920nm，在1200nm处的本底损耗≤15dB/Km，在1530nm处的峰值吸收系数为25dB/m，数值孔径为0.25NA，包层直径为125um，在980nm处的峰值吸收系数为≥7dB/m。
经过理论模拟优化掺铒光纤的长度，优化的原理是让所述掺铒光纤EDF1产生L波段的光而让所述掺铒光纤EDF2产生C波段的光，所以选取所述掺铒光纤EDF1的长度是所述掺铒光纤EDF2长度的5-6倍。
两个3dB光耦合器C1和C2连接在所述两个波分复用器的两端，用来反射ASE放大自发辐射光。
使用光纤环形器把两级的光结合输出，大大提高了输出光功率。
本实用新型一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，在第二级先用两个980nm激光二极管作泵浦源，一个作为前向泵浦，一个作为后向泵浦。最后用一个耦合器把980nm激光泵浦光分为前向和后向抽运光信号，并且输出光功率并没有大幅度降低。
本实用新型一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，在激光二极管泵浦源上增加了激光二极管温度控制电路板，获得了激光二极管最佳输出特性。
高功率C+L波段的超宽带光源，使用光纤环形器把两级的光结合输出，通过调节两个激光二极管的控制电流，以此可以让激光二极管的功率达到合适的数值，可让输出光的功率提高到169mW(22dBm)，带宽达到81nm，输出光比较平坦。并且从成本上优化了设计方案，把两个980nm抽运激光二极管从两个减少为一个。这种结构宽带光源的输出功率高，平坦性好。
附图说明：
图1是两个980nm和一个1480nm泵浦源的C+L波段掺铒宽带光源示意图。
其中：1.光纤环形镜，2.波分复用器，3.掺铒光纤，4.光纤环形器，5.波分复用器，6.掺铒光纤，7.波分复用器，8.光纤环形镜，9. 1480nm激光二极管，10. 980nm激光二极管，11. 980nm激光二极管。
图2为本实用新型所采用的实验示意图。
图3为双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源输出的C+L波段光谱图。
具体实施方式：
下面结合附图及实施实例对本实用新型作进一步描述：
参见附图1和图2，双级双泵浦的高功率C+L波段的掺铒光纤光源。由两个980/1550nm波分复用器WDM2和WDM3，插入损耗为0.5dB。一个1480/1550nm波分复用器WDM1，耦合980nm和1480nm波长光的损耗为0.5dB。两段掺铒光纤，掺铒光纤EDF1和掺铒光纤EDF2作为增益介质，它们分别连接在光纤环形器的两边。1480nm激光抽运源通过波分复用器WDM1和光纤环形镜，同时在掺铒光纤EDF1增益下产生C波段和L波段的光谱，这些作为第一级输出。第二级让两个980nm激光二极管通过波分复用器WDM2和波分复用器WDM3把光耦合到光纤中，通过掺铒光纤EDF2，产生了C波段的光，同时放大了来自光纤环形器的C波段和L波段的光。
为了降低光源成本，在第二级结构中把两个980nm的激光二极管通过一个耦合器降低为一个980nm的激光二极管，通过光功率计测试发现光源的性能并没有受到影响，并且输出稳定、平坦度性良好。
理论模拟优化掺铒光纤的长度，优化的原理是根据是让掺铒光纤EDF1产生L波段的光而让掺铒光纤EDF2产成C波段的光，基于优化原理，所以取掺铒光纤EDF1的长度是掺铒光纤EDF2长度的5-6倍。
两个3dB光耦合器(C1和C2)连接在两个波分复用器的两端，用来反射ASE放大自发辐射光，并且让此装置不加任何使光谱平坦器件而使输出光谱平坦。光纤环形器从端口1到端口2的插入损耗为0.62dB，从端口2到端口3的插入损耗为0.58dB。从端口2到端口1隔离度为60dB，从端口3到端口2隔离度为62dB。在端口3测量输出光的光谱和功率。端口1和端口2能避免谐振产生激光，制止后向的ASE光进入EDF1。
测量到的C+L波段的自发放大辐射波长从1520nm到1620nm的最佳输出光谱。两个980nm的激光二极管和一个1480nm的激光二极管作为泵浦源，在调节两端抽运光功率以及1480nm的激光二极管功率，让输出光功率不断增大并且输出比较平坦。改变泵浦功率，观察超荧光输出变化，在确保输出光为平坦而稳定的荧光，最大输出功率为169mW(22dBm)，带宽达到81nm。
Claims (6)
1.一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于依次连接的光纤环形镜FLM、三个980/1550nm波分复用器WDM1、WDM2和WDM3、光隔离器、掺铒光纤EDF1和掺铒光纤EDF2、光纤环形器、泵浦源。
2.根据权利要求1所述的一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于1480nm激光二极管泵浦光源尾纤最大输出功率为300mW，中心波长为1473.92nm，阈值电流为24.800mA，允许最大抽运电流为1300mA，激光二极管尾纤输出光功率随抽运电流从阈值电流起点基本呈线性关系，同时采用的980nm激光二极管尾纤最大输出功率为300mW，中心波长为979.04nm，阈值电流为27.8mA，激光二极管尾纤输出光功率随抽运电流从阈值电流点起基本上呈线性关系。
3.根据权利要求1所述的一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于选用的掺铒光纤掺铒浓度4000ppm，截止波长为920nm，在1200nm处的本底损耗≤15dB/Km，在1530nm处的峰值吸收系数为25dB/m，数值孔径为0.25NA，包层直径为125um，在980nm处的峰值吸收系数为≥7dB/m。
4.根据权利要求1所述的一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于经过理论模拟优化掺铒光纤的长度，优化的原理是让所述掺铒光纤EDF1产生L波段的光而让所述掺铒光纤EDF2产生C波段的光，所以选取所述掺铒光纤EDF1的长度是所述掺铒光纤EDF2长度的5-6倍。
5.根据权利要求1所述的一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于两个3dB光耦合器C1和C2连接在所述两个波分复用器的两端，用来反射ASE放大自发辐射光。
6.根据权利要求1所述的一种双级双泵浦的C+L波段的高功率掺铒宽带光源，其特征在于：在泵浦源上增加了激光二极管温度控制电路板，使泵浦源输出激光稳定。
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