專利名稱：低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置屬于光通信和超快現象研究領域。
背景技術：
用增益開關(電調制)方法產生半導體激光脈沖，具有結構簡單、體積小、價格低、脈沖重復頻率連續(xù)可調等優(yōu)點，故目前在光通信系統和超快現象的研究中多用增益開關半導體激光器作為激光脈沖源。但是由于這種光脈沖是在激光器腔內自發(fā)輻射的基礎上建立起來的，所以自發(fā)輻射的起伏將造成光脈沖產生時間的隨機性，從而導致光脈沖重復頻率的瞬時變化，造成脈沖的時間抖動。光脈沖的時間抖動將直接影響光通信系統的誤碼率，成為限制光通信向更高速發(fā)展的一個瓶頸。
抖動也會對超短光脈沖的其它應用產生限制，例如在基于超短光脈沖的電光取樣系統中，抖動的存在降低了測量系統的時間分辨率，在基于激光脈沖探針的泵浦一探測測量中，抖動的存在會降低測量系統的信噪比。
降低光脈沖的時間抖動可采用光注入法來實現。其原理是利用注入光來抑制自發(fā)輻射所造成的光脈沖建立時光子數的波動，從而減小光脈沖的時間抖動。目前的降低抖動技術可分為自種子注入技術和外光注入技術，前者要求精密調節(jié)自種子脈沖在外反饋腔的往返時間，使其等于光脈沖周期的整數倍，這使得光脈沖的重復頻率不能任意調節(jié)，限制了其應用范圍。外光注入技術使用波長可調諧的單色激光器作為種子源，成本較高。目前，兩種技術降低抖動后所得的光脈沖均為單一波長。
而在波分復用(WDM)以及密集波分復用(DWDM)光通信系統中卻需要多波長的光脈沖源。基于增益開關F-P半導體激光器產生多波長超短光脈沖正在成為人們研究的一個熱點。
發(fā)明內容
本發(fā)明低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置的目的是實現一種可同時產生低抖動的雙波長超短光脈沖源，從而公開一種能夠實現結構簡單、輸出穩(wěn)定且邊模抑制比大的低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置的技術方案。
本發(fā)明低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置，其特征在于由主激光器系統、外部種子源注入系統和光脈沖雙波長分離系統組成，主激光器系統由直流偏置源1、信號源2、T型連接器3、F-P半導體激光器4和溫度控制器5組成，直流偏置源1和信號源2通過5-10cm的高頻電纜連接到T型連接器3上，F-P半導體激光器4焊接在T型連接器3上，溫度控制器5的輸出電路和F-P半導體激光器4的相應引腳焊接；外部種子源注入系統由光環(huán)形器6、光纖耦合器9、光纖偏振控制器10及11、DFB半導體激光器12及14、溫度控制器13及15組成，光環(huán)形器6和光纖耦合器9利用長0.3-1.0m的FC/PC光纖跳線連接，光纖偏振控制器10、11的輸出端為FC/PC，光纖偏振控制器10的一端連接光纖耦合器9，另一端和DFB半導體激光器12的尾纖連接，光纖偏振控制器11的一端連接光纖耦合器9，另一端連接DFB半導體激光器14，溫度控制器13、15分別和DFB半導體激光器12、14焊接；光脈沖雙波長分離系統由光環(huán)形器7和光纖光柵8組成，光環(huán)形器7的II端與光纖光柵8的I端利用長03-1.0m的FC/PC光纖跳線連接。
外部種子源注入系統對主激光器系統提供適當的雙波長的光種子，以實現注入鎖定從而獲得雙波長模式選擇輸出；同時，光種子注入主激光器系統后，提供了半導體激光器4振蕩閾值處光子密度的激勵，可以有效減小光脈沖的時間抖動；輸出的光脈沖經過光環(huán)形器7和光纖光柵8后，雙波長實現分離，最終產生低抖動、雙波長超短光脈沖。
本發(fā)明提出的低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置和已見報導的超短光脈沖的產生裝置比較有以下優(yōu)點1、種子源注入系統無須EDFA、可調諧濾波器等光學原件。
2、利用溫度調諧技術，精確控制注入光種子的波長，使鎖定選模效率高、運行穩(wěn)定，所得邊模抑制比大。
3、利用光注入技術，同時實現了增益開關光脈沖的抖動降低和雙波長選擇輸出。
4、光脈沖雙波長分離系統結構簡單，僅利用一個光纖光柵配合一個光環(huán)形器有效地將兩個波長實現了分離。
總之，本發(fā)明輸出光脈沖穩(wěn)定、抖動低、雙波長邊模抑制比高、結構簡單、易于實現。
圖1、本發(fā)明低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置實施方式一的結構示意圖1直流偏置源，2信號源，3T型連接器，4F-P半導體激光器，5溫度控制器，6、7光環(huán)形器，8光纖光柵，9光纖耦合器，10、11光纖偏振控制器，12、14DFB半導體激光器，13、15溫度控制器。
圖2、本發(fā)明低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置實施方式二的結構示意圖1直流偏置源，2信號源，3T型連接器，4F-P半導體激光器，5溫度控制器，6光纖耦合器，7、8、10光纖光柵，9光環(huán)形器。
具體實施例方式
實施方式一直流偏置源1利用一端為SMA(male)長10cm的軟電纜與T型連接器3連接，T型連接器3的帶寬為5GHz、連接端為SMA(female)；信號源2利用兩端為SMA(male)長6cm的半剛性高頻電纜與T型連接器3連接；F-P半導體激光器4為調制帶寬2.5GHz、中心波長1550nm、縱模間隔1.0nm、內置致冷器、無內置光隔離器的多模半導體激光器，其引腳焊接在T型連接器3上；溫度控制器5緊靠于F-P半導體激光器4的下方與其焊接；F-P半導體激光器4的輸出尾纖通過FC/PC連接法蘭與光環(huán)形器6的II端連接；光環(huán)形器6的III端利用長0.5m光纖跳線與光環(huán)形器7的I端連接；光環(huán)形器7的II端利用FC/PC連接法蘭與光纖光柵8的I端連接；光環(huán)形器6的I端與光纖耦合器9利用FC/PC連接法蘭相連；光纖偏振控制器10、11分別置于DFB半導體激光器12、14與光纖耦合器9的中間，通過光纖跳線相互連接，DFB半導體激光器12、14為中心波長1550nm、內置致冷器、內置光隔離器的量子阱單模半導體激光器；溫度控制器13、15分別焊接在DFB半導體激光器12、14上。
直流偏置源1和信號源2通過T型連接器3來驅動F-P半導體激光器4產生增益開關半導體激光脈沖，溫度控制器5用來控制F-P半導體激光器4的工作溫度；兩個DFB半導體激光器12、14作為注入光種子源，利用兩個溫度控制器13、15分別控制兩者的工作溫度，調節(jié)它們的輸出波長接近于主激光器4的對應縱模，光纖偏振控制器10、11用來調節(jié)注入光種子的偏振狀態(tài)，經過光纖耦合器9后種子光注入光環(huán)形器6的I端；種子光注入主激光器4后，同時實現波長選擇和降低光脈沖抖動兩項功能，從光環(huán)形器6的III端輸出低抖動雙波長的超短光脈沖；光脈沖注入光環(huán)形器7的I端，經光環(huán)形器7的II端入射到一個光纖光柵8中，光纖光柵8對雙波長中的某一波長反射而對另一波長透射，透射的波長從光纖光柵8的II端出射，而反射的波長經光環(huán)形器7的II端輸入從其III端出射，光脈沖的雙波長被有效的分離；可通過改變種子源DFB半導體激光器的工作溫度而調節(jié)其輸出波長，這樣可選擇主激光器4的不同模式輸出，從而實現雙波長的可調諧輸出。該低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置的優(yōu)點是輸出穩(wěn)定、邊模抑制比大、時間抖動小、與光脈沖重復頻率無關、全光纖光路結構、易于實現等。
實施方式二直流偏置源1利用一端為SMA(male)長8cm的軟電纜與T型連接器3連接，T型連接器3的帶寬為4.5GHz、連接端為SMA(female)；信號源2利用兩端為SMA(male)長5cm的剛性高頻電纜與T型連接器3連接；F-P半導體激光器4為調制帶寬2.0GHz、中心波長1555nm、縱模間隔0.8nm、內置致冷器、無內置光隔離器的多模半導體激光器，其引腳焊接在T型連接器3上；溫度控制器5緊靠于F-P半導體激光器4的下方與其焊接；F-P半導體激光器4的輸出尾纖通過FC/PC連接法蘭與光纖耦合器6連接；光纖耦合器6的另外兩端分別與光纖光柵7和光環(huán)形器9的I端相連接；光纖光柵7利用FC/PC法蘭與光纖光柵8串接；光環(huán)形器9的II端與光纖光柵10的I端連接，光纖光柵10為對F-P半導體激光器4的某一縱模波長反射，另一縱模波長透射的光纖布拉格光柵。
直流偏置源1和信號源2通過T型連接器3來驅動一個F-P半導體激光器4產生增益開關半導體激光脈沖，溫度控制器5用來控制F-P半導體激光器4的工作溫度；光脈沖經過光纖耦合器6后分兩路輸出，其中一路入射到光纖光柵7和光纖光柵8中，兩個光纖光柵分別對主激光器4的某兩個縱模波長反射，被反射的兩個波長的光脈沖成為自種子源，通過光纖耦合器6注入到主激光器4中，從而在主激光器4中實現注入鎖定選擇波長輸出并同時降低光脈沖的時間抖動；輸出的雙波長光脈沖經光環(huán)形器9的的II端入射到一個光纖光柵10中，光纖光柵10對雙波長中的某一波長反射而對另一波長透射，透射的波長從光纖光柵10的II端出射，而反射的波長經光環(huán)形器9的II端輸入從其III端出射，這樣光脈沖的雙波長被有效的分離。該低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置的優(yōu)點是結構簡單、時間抖動低、全光纖光路結構、可實現集成化等。
權利要求
1.一種低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置，其特征在于由主激光器系統、外部種子源注入系統和光脈沖雙波長分離系統組成；主激光器系統由直流偏置源(1)、信號源(2)、T型連接器(3)、F-P半導體激光器(4)和溫度控制器(5)組成，直流偏置源(1)和信號源(2)通過5-10cm的高頻電纜連接到T型連接器(3)上，F-P半導體激光器(4)焊接在T型連接器(3)上，溫度控制器(5)的輸出電路和F-P半導體激光器(4)的相應引腳焊接；外部種子源注入系統由光環(huán)形器(6)、光纖耦合器(9)、光纖偏振控制器(10)(11)、DFB半導體激光器(12)(14)和溫度控制器(13)(15)組成，光環(huán)形器(6)和光纖耦合器(9)利用長0.3-1.0m的FC/PC光纖跳線連接，光纖偏振控制器(10)(11)的輸出端為FC/PC，光纖偏振控制器(10)的一端連接光纖耦合器(9)，另一端和DFB半導體激光器(12)的尾纖連接，光纖偏振控制器(11)的一端連接光纖耦合器(9)，另一端連接DFB半導體激光器(14)，溫度控制器(13)、(15)分別和DFB半導體激光器(12)、(14)焊接；雙波長光脈沖分離系統由光環(huán)形器(7)和光纖光柵(8)組成，光環(huán)形器(7)的II端與光纖光柵(8)的I端利用長0.5-1.0m的FC/PC光纖跳線連接。
全文摘要
一種低抖動雙波長超短光脈沖的產生裝置，屬于光通信和超快現象研究領域。其特征在于利用一個溫度控制調諧的增益開關F－P半導體激光器作為主激光器；采用兩個DFB半導體激光器作為外部種子源對主激光器提供光注入，在主激光器中實現模式選擇輸出并有效降低光脈沖的抖動；利用光環(huán)形器和光纖光柵實現雙波長的分離輸出，從而獲得低抖動雙波長超短光脈沖。本發(fā)明同時實現了增益開關超短光脈沖的低抖動和雙波長可調諧輸出，具有輸出穩(wěn)定、結構簡單、易于實現和適用范圍廣等優(yōu)點。
文檔編號G02B6/27GK1738221SQ20051001279
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月6日 優(yōu)先權日2005年9月6日
發(fā)明者王云才, 張明江 申請人:太原理工大學