專利名稱：基于awg和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖通信、微波光子、光纖傳感和光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體 地講是一種基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器。
背景技術(shù)：
光纖光柵激光器是光纖通信系統(tǒng)中一種很有前途的光源，它的優(yōu)點(diǎn)主要體 現(xiàn)在(1)半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)較難符合國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)建議的波分復(fù) 用(WDM)波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，且成本很高，而稀土摻雜光纖光柵激光器利用光纖光柵 等的波長(zhǎng)選擇特性能非常準(zhǔn)確地確定波長(zhǎng)，且成本很低。(2)用作增益的稀土摻 雜光纖制作工藝比較成熟，稀土離子摻雜過(guò)程簡(jiǎn)單，光纖損耗小。(3)采用靈巧 緊湊效率高的泵浦成為可能。(4)光纖光柵激光器具有波導(dǎo)式光纖結(jié)構(gòu)，可以在 光纖芯層產(chǎn)生較高的功率密度。光纖結(jié)構(gòu)具有較高的面積-體積比，因而散熱效 果較好。與標(biāo)準(zhǔn)通信光纖的兼容性好，可以采用光纖光柵、耦合器等多種光纖 元件，減小對(duì)塊狀光學(xué)元件的需求和光路機(jī)械調(diào)整的麻煩，極大地簡(jiǎn)化光纖光 柵激光器的設(shè)計(jì)及制作。(5)寬帶是光纖通信的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，而光纖光柵 激光器可以通過(guò)摻雜不同的稀土離子，在380 3900 nm的寬帶范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)激光 輸出，波長(zhǎng)選擇容易且可調(diào)諧。(6)高頻調(diào)制下的頻率啁啾效應(yīng)小、抗電磁干擾， 溫度膨脹系數(shù)較半導(dǎo)體激光器小等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，它 能克服已有的多波長(zhǎng)光纖光柵激光器的不足，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定實(shí)用的多波長(zhǎng)和多路激 光輸出的光纖激光器。
本發(fā)明提出一種基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，包括 一個(gè)lxN的陣列波導(dǎo)光纖(AWG)、 一個(gè)光纖光柵為取樣光纖光柵或級(jí)聯(lián) 光纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵、N個(gè)保偏光纖光柵或普通光纖光柵、N+l段0.5 30m 長(zhǎng)的摻雜有源光纖、N+l個(gè)波分復(fù)用器(WDM) 、 N+l個(gè)泵浦光；它們之間的
連接
在AWG的一字端依次連接一段摻雜有源光纖、一個(gè)取樣光纖光柵或級(jí)聯(lián)光 纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵、WDM;
在AWG的分叉端依次連接N段摻雜有源光纖、N個(gè)保偏光纖光柵或普通光 纖光柵、N個(gè)WDM;
泵浦光耦合迸摻雜有源光纖中，分叉端的光纖光柵分別與AWG的一字端的 光纖光柵構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)生激光；N》1。
摻雜有源光纖為摻鉺、摻鐿、摻欽、鐿鉺共摻、摻釷、摻鐠或摻釹光纖。
本發(fā)明的有益效果具體如下
己有的雙波長(zhǎng)光纖激光器需要的摻雜有源光纖為保偏的，耦合器也要保偏 的，并且要加入偏振檢測(cè)來(lái)保證雙波長(zhǎng)單偏振光纖激光的輸出，或者需要在液
氮等低溫下來(lái)消除模式競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生雙波長(zhǎng)；對(duì)多波長(zhǎng)的產(chǎn)生更加困難，可靠性 低，成本高，控制復(fù)雜，難以實(shí)用。
而本發(fā)明采用比保偏有源光纖價(jià)格低得多的普通有源光纖作為增益介質(zhì)， 只需要保偏光纖光柵或/和普通光纖光柵，保證每個(gè)激光諧振腔是獨(dú)立的。由于 每個(gè)激光諧振腔是獨(dú)立的，能消除常規(guī)的有源普通光纖產(chǎn)生雙波長(zhǎng)的模式競(jìng)爭(zhēng) 的問(wèn)題，不會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)模式耦合。本發(fā)明也可以采用偏振控制來(lái)控制偏振態(tài)， 可以得到更好的激光質(zhì)量。由于光纖激光器諧振腔的一端采用取樣光纖光柵或 級(jí)聯(lián)光纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵，使之與諧振腔另一端光纖光柵的反射峰對(duì)準(zhǔn)諧 振更容易，降低了對(duì)光柵的要求，比通常的多波長(zhǎng)激光器更容易實(shí)現(xiàn)，輸出更 穩(wěn)定的、具有更高的性價(jià)比的多波長(zhǎng)激光。本發(fā)明采用的部件可以為保偏的或 者部分為保偏的，本發(fā)明還具有受環(huán)境影響小、結(jié)構(gòu)緊湊、易于實(shí)施等特點(diǎn)。

圖1為基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器示意圖，AWG的 兩側(cè)各有一段摻雜有源光纖，且為雙向泵浦。
圖2為基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器示意圖，AWG的 分叉端一側(cè)有一段摻雜有源光纖，且在AWG的分叉端單向泵浦。
圖3為基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器示意圖，AWG的 一字端有一段摻雜有源光纖，在AWG的一字端單向泵浦。
圖中光纖光柵IO、光纖光柵11-1N、摻雜有源光纖20-2N、 WDM30-3N、 泵浦光40-4N、 AWG —字端50、 AWG分叉端51-5N、 AWG60。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器作進(jìn)一
步描述。
實(shí)施例一
如圖l，基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其構(gòu)成的器 件之間的連接
選擇一個(gè)lxN的AWG 60， N=16。
選擇0.5m的摻雜有源光纖20和l.Om的摻雜有源光纖21 216，摻雜有源
光纖20 216為摻鉺光纖。
光纖光柵10選擇取樣光纖光柵。光纖光柵11 116選擇普通光纖光柵。 在AWG 60的一字端依次連接摻雜有源光纖20、光纖光柵IO、 WDM30。 在AWG60的分叉端依次連接摻雜有源光纖21 216、光纖光柵11 116、
WDM31 316。
泵浦光40 416通過(guò)WDM30 316耦合進(jìn)慘雜有源光纖20 216中，分 叉端的光纖光柵11 116分別與一字端的光纖光柵10構(gòu)成16個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)生激光。
16個(gè)獨(dú)立的諧振腔產(chǎn)生的激光在AWG 60 —字端50輸出16個(gè)波長(zhǎng)激光或 /和在分叉端51 516輸出16路單波長(zhǎng)激光。 實(shí)施例二
如圖2，基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其構(gòu)成的器 件之間的連接
選擇一個(gè)lxN的AWG60， N=32。
選擇1.5m的摻雜有源光纖21 232，摻雜有源光纖21 232為摻鐿光纖。 光纖光柵10選擇級(jí)聯(lián)光纖光柵。光纖光柵11 132選擇保偏光纖光柵。 在AWG 60的一字端連接光纖光柵10。
在AWG60的分叉端依次連接摻雜有源光纖21 232、光纖光柵11 132、 WDM31 332。
泵浦光41 432分別通過(guò)WDM 31 332耦合進(jìn)摻雜有源光纖21 232中，分 叉端的光纖光柵11 132分別與一字端的光纖光柵10構(gòu)成32個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)
生激光。
32個(gè)獨(dú)立的諧振腔產(chǎn)生的激光在AWG60 —字端50輸出32個(gè)波長(zhǎng)激光或/ 和在分叉端51 532輸出32路單波長(zhǎng)激光。 實(shí)施例三
如圖3，基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其構(gòu)成的器 件之間的連接
選擇一個(gè)lxN的AWG60， N=1000。
選擇15m的摻雜有源光纖20，摻雜有源光纖20為摻鈥光纖。 光纖光柵10為寬帶光纖光柵。光纖光柵11 11000為普通光纖光柵。 在AWG 60的一字端依次連接摻雜有源光纖20、光纖光柵IO、 WDM30。 在AWG 60的分叉端分別連接光纖光柵11 11000。泵浦光40通過(guò)WDM30耦合進(jìn)摻雜有源光纖20中，分叉端的光纖光柵11 11000分別與一字端的光纖光柵10構(gòu)成1000個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)生激光。
IOOO個(gè)獨(dú)立的諧振腔產(chǎn)生的激光在AWG60 —字端50輸出1000個(gè)波長(zhǎng)激 光或/和在分叉端51 51 OOO輸出1 OOO路單波長(zhǎng)激光。
實(shí)施例四
如圖l，基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其構(gòu)成的器
件之間的連接
選擇一個(gè)lxN的AWG 60。
選擇一段適當(dāng)長(zhǎng)度的摻雜有源光纖20和適當(dāng)長(zhǎng)度的摻雜有源光纖21 2N， 摻雜有源光纖20 2N可以為摻鉺、摻鐿、摻鈥、鐿鉺共摻、摻釷、摻鐠或摻釹 光纖。
光纖光柵10為取樣光纖光柵或級(jí)聯(lián)光纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵。光纖光柵
11-IN為保偏光纖光柵或普通光纖光柵。
在AWG60的一字端依次連接摻雜有源光纖20、光纖光柵IO、 WDM30。 在AWG 60的分叉端依次連接摻雜有源光纖21 2N、光纖光柵l 1 1N、
WDM31 3N。
泵浦光40 4N通過(guò)WDM30 3N耦合進(jìn)摻雜有源光纖20 2N中，分叉端的 光纖光柵11 1N分別與一字端的光纖光柵10構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)生激光。
N個(gè)獨(dú)立的諧振腔產(chǎn)生的激光在AWG60 —字端50輸出N個(gè)波長(zhǎng)激光或/和 在分叉端51 5N輸出N路單波長(zhǎng)激光。
權(quán)利要求1. 基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其特征在于，該激光器包括一個(gè)1×N的AWG(60)、光纖光柵(10-1N)、摻雜有源光纖(20-2N)、WDM(30-3N)、泵浦光(40-4N)；它們之間的連接選擇0. 5～30m長(zhǎng)的摻雜有源光纖(20～2N)；光纖光柵(10)為取樣光纖光柵或級(jí)聯(lián)光纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵，光纖光柵(11-1N)為保偏光纖光柵或普通光纖光柵；在AWG(60)的一字端依次連接摻雜有源光纖(20)、光纖光柵(10)、WDM(30)；在AWG(60)的分叉端依次連接摻雜有源光纖(21～2N)、光纖光柵(11～1N)、WDM(31～3N)；泵浦光(40～4N)通過(guò)WDM(30～3N)耦合進(jìn)摻雜有源光纖(20～2N)中，分叉端的光纖光柵(11～1N)分別與AWG(60)的一字端的光纖光柵(10)構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，產(chǎn)生激光；N≥1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其特征在于，摻雜有源光纖(20 2N)為摻鉺、摻鐿、摻鈥、鐿鉺共摻、摻釷、摻鐠或摻釹有源光纖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其特征在于，在AWG(60)的一字端連接光纖光柵(10)，泵浦光(41 4N)分別通過(guò)WDM G1 3N)耦合進(jìn)摻雜有源光纖(21 2N)中，分叉端的光纖光柵(11 1N)分別與AWG(60)—字端的光纖光柵(10)構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，在AWG(60) —字端(50)輸出N個(gè)波長(zhǎng)激光或/和在分叉端(W 5N)輸出N路單波長(zhǎng)激光。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，其特征在于，在AWG(60)的分叉端連接光纖光柵(11 1N)，泵浦光(40)通過(guò)WDM (30)耦合進(jìn)摻雜有源光纖(20)中，分叉端的光纖光柵(11 1N)分別與AWG(60)—字端的光纖光柵(10)構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，在AWG(60)一字端(50)輸出N個(gè)波長(zhǎng)激光或/和在分叉端(51 5N)輸出N路單波長(zhǎng)激光。
專利摘要本實(shí)用新型涉及微波光子和光纖通信等領(lǐng)域，公開(kāi)一種基于AWG和光纖光柵的多波長(zhǎng)和多路單波長(zhǎng)激光器，1×N的AWG(60)各端依次連接摻雜有源光纖(20～2N)、光纖光柵(10～1N)、WDM(30～3N)。泵浦光(40～4N)通過(guò)WDM(30～3N)從AWG(60)一字端和分叉端耦合進(jìn)摻雜有源光纖(20～2N)，分叉端的光纖光柵(11～1N)分別與一字端光纖光柵10構(gòu)成N個(gè)獨(dú)立的諧振腔，一字端的光纖光柵(10)為取樣光纖光柵或級(jí)聯(lián)多個(gè)光纖光柵或?qū)拵Ч饫w光柵，N個(gè)分叉端的光纖光柵(11～1N)為普通或保偏光纖光柵，從一字端(50)輸出N個(gè)波長(zhǎng)激光或/和從分叉端(51～5N)輸出N路單波長(zhǎng)激光。
文檔編號(hào)H01S3/23GK201263040SQ200820108479
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者艷 劉, 寧提綱, 延鳳平, 祁春慧, 董小偉, 麗 裴, 譚中偉, 趙瑞峰, 乂 阮 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)