專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于2°角smfbg的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖激光器領(lǐng)域，具體涉及一種基于2°角傾斜多模光纖布拉格光柵(a 2° Slanted Multimode Fiber Bragg Grating, SMFBG)作為梳狀濾波器的新型可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖拉曼環(huán)形激光器。
背景技術(shù)：
隨著光纖激光技術(shù)的迅猛發(fā)展，在光纖通信波分復(fù)用系統(tǒng)，光通信器件測(cè)試與檢測(cè)等領(lǐng)域，多波長(zhǎng)光纖激光器都有著越來(lái)越重要的應(yīng)用價(jià)值，尤其是一個(gè)具有可開(kāi)關(guān)性和可調(diào)諧性的多波長(zhǎng)穩(wěn)定輸出的光纖激光器非常重要。作為目前發(fā)展最為成熟的摻餌光纖激光器面臨的一個(gè)難題是在光泵浦下，室溫下的摻鉺光纖屬于均勻加寬的增益介質(zhì)，在諧振腔內(nèi)存在著強(qiáng)烈的模式競(jìng)爭(zhēng)，因而激光振蕩極不穩(wěn)定，要實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長(zhǎng)的同時(shí)激射具有很大的難度。光纖布拉格光柵由于其很好的波長(zhǎng)選擇性和光纖兼容性，最近被廣泛地應(yīng)用在多波長(zhǎng)光纖激光器中?；诠饫w布拉格光柵的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器雖然因?yàn)槠駸椎刃?yīng)克服了模式競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的多波長(zhǎng)輸出。但由于大多數(shù)光纖布拉格光柵只能反射一個(gè)特定波長(zhǎng)，這就使得要實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的多波長(zhǎng)激光輸出，就必須用級(jí)聯(lián)光纖布拉格光柵或者更為復(fù)雜的保偏光纖布拉格光柵、取樣光纖布拉格光柵等制作工藝復(fù)雜的特殊光柵， 這些方法都大大增加了激光器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和成本。針對(duì)上述這些問(wèn)題，我們提出了一種基于2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的新型可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖拉曼環(huán)形腔激光器。本實(shí)用新型利用光纖拉曼放大的非均勻展寬抑制增益特性和2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的多波長(zhǎng)濾波特性相結(jié)合研制了可調(diào)諧的多波長(zhǎng)光纖激光器，激光器性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)靈活，可獲得單波長(zhǎng)，雙波長(zhǎng)以及多波長(zhǎng)的可開(kāi)關(guān)切換輸出，且在4. 2nm范圍內(nèi)激光輸出波長(zhǎng)連續(xù)可調(diào)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種基于2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的新型可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖拉曼環(huán)形腔激光器。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案—種基于2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖拉曼環(huán)形激光器包括拉曼泵浦源，波分復(fù)用器、色散補(bǔ)償光纖、光環(huán)形器、偏振控制器、擾模器、2°角傾斜多模光纖布拉格光柵(SMFBG)、以及光耦合器。波分復(fù)用器一邊的一個(gè)端口與一段IOkm長(zhǎng)的色散補(bǔ)償光纖光連接，另一邊的兩個(gè)端口分別與拉曼泵浦源、光環(huán)行器的第一端口光連接；光環(huán)形器的第二端口與偏振控制器的一端連接；偏振控制器另一端與2。角傾斜多模光纖布拉格光柵的一端光連接，擾模器插接在多模光纖光柵前端；光環(huán)形器的第三端口與光耦合器一邊的一端連接；光耦合器另一邊小分比(10%)的端口用于輸出激光，另一個(gè)端口連接到色散補(bǔ)償光纖的另一端構(gòu)成環(huán)形腔。色散補(bǔ)償光纖、波分復(fù)用器、光環(huán)形器和光耦合器構(gòu)成激光環(huán)形腔；偏振控制器、多模光纖，擾模器及2°角SMFBG構(gòu)成濾波模塊。本實(shí)用新型所具有的有益效果為常溫下，光纖拉曼放大的非均勻展寬特性有效的抑制了光纖中的模式競(jìng)爭(zhēng)；利用2。角傾斜多模光纖布拉格光柵實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)濾波，其制作方法簡(jiǎn)單，由紫外光經(jīng)相位掩膜板照射到載氫增敏后的多模光纖寫(xiě)制出2。角傾斜多模光纖布拉格光柵，寫(xiě)制前將光纖軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)與相位掩膜板軸線(xiàn)成2°角，避免了同類(lèi)激光器中復(fù)雜結(jié)構(gòu)光纖光柵或特殊光柵的使用，降低了裝置成本；調(diào)節(jié)偏振控制器狀態(tài)及擾模器上的應(yīng)力大小，2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的反射率會(huì)隨之改變，可以獲得多個(gè)反射波長(zhǎng)；固定擾模器，對(duì)2°角傾斜多模光纖布拉格光柵施加軸向應(yīng)力，由于光柵上各點(diǎn)受到相同的拉力作用，周期變大，諧振波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)；在調(diào)諧過(guò)程中，光柵的光譜形狀和反射率不變。因此，這種應(yīng)力調(diào)諧技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)光纖激光器的多波長(zhǎng)連續(xù)調(diào)諧，調(diào)諧方法靈活簡(jiǎn)單，輸出穩(wěn)定。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。如圖1所示，基于2。角傾斜多模光纖布拉格光柵的多波長(zhǎng)可調(diào)諧光纖激光器包括拉曼泵浦源1，波分復(fù)用器2、色散補(bǔ)償光纖3、光環(huán)形器4、偏振控制器5、擾模器6、2°角傾斜多模光纖布拉格光柵(SMFBG) 7、以及光耦合器8。波分復(fù)用器2 —邊的一個(gè)端口與一段IOkm長(zhǎng)的色散補(bǔ)償光纖3光連接，另一邊的兩個(gè)端口分別與拉曼泵浦源1、光環(huán)形器4的第一端口光連接；環(huán)行器4的第二端口與偏振控制器5的一端連接；偏振控制器5另一端與2。角傾斜多模光纖布拉格光柵7的一端光連接，擾模器6插接在2°角SMFBG7前端；光環(huán)形器4的第三端口與光耦合器9 一邊的一端連接；光耦合器8另一邊小分比(10%)的端口用于輸出激光，另一個(gè)端口連接到色散補(bǔ)償光纖3的另一端構(gòu)成環(huán)形腔。波分復(fù)用器2、色散補(bǔ)償光纖3、光環(huán)行器4和耦合器8構(gòu)成激光環(huán)形腔；偏振控制器5、擾模器6以及2°角SMFBG7構(gòu)成濾波模塊。本實(shí)用新型的工作方式為采用后向泵浦的方式，將泵浦光經(jīng)過(guò)波分復(fù)用器耦合進(jìn)入色散補(bǔ)償光纖，光纖中自發(fā)拉曼散射產(chǎn)生的寬譜信號(hào)光經(jīng)過(guò)增益后產(chǎn)生放大的信號(hào)光。由于拉曼放大是基于非均勻展寬的介質(zhì)實(shí)現(xiàn)光放大，可以支持多個(gè)波長(zhǎng)的激射。因此， 拉曼放大增益的選用有效的抑制了不同波長(zhǎng)激光間的增益競(jìng)爭(zhēng)，使得光纖中各個(gè)波長(zhǎng)得到穩(wěn)定的增益，產(chǎn)生穩(wěn)定的多波長(zhǎng)激光。沿光纖順時(shí)針傳播的拉曼增益光經(jīng)光環(huán)形器的第一端口入射到第二端口輸出進(jìn)入擾模器；擾模器另一端與2°角傾斜多模光纖布拉格光柵光連接。因此環(huán)形器輸出的激光能夠耦合進(jìn)入多模光纖光柵，經(jīng)過(guò)2°角傾斜多模光纖布拉格光柵反射沿原路返回到光環(huán)形器第二端口，然后從第三端口輸出；輸出的激光進(jìn)入光耦合器，光耦合器小分比(10%)的端口用于輸出激光，剩余90%的能量由波分復(fù)用器1550nm 端口重新耦合進(jìn)入色散補(bǔ)償光纖中的拉曼增益區(qū)獲得增益，繼續(xù)在光路中傳輸。如圖一所示，靈活可調(diào)諧的濾波模塊由偏振控制器、擾模器以及2°角SMFBG組成。通過(guò)調(diào)節(jié)偏振控制器的狀態(tài)及擾模器上的壓力大小，實(shí)現(xiàn)各種振蕩模式之間的開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)換，獲得了單波長(zhǎng)，雙波長(zhǎng)以及多波長(zhǎng)等不同的穩(wěn)定激光工作狀態(tài)。當(dāng)施加在2°角傾斜光纖布拉格光柵上的軸向應(yīng)力大小從0μ ε調(diào)節(jié)到3612μ ε時(shí)，可實(shí)現(xiàn)任意工作狀態(tài)下的連續(xù)可調(diào)諧，調(diào)諧范圍為4. 2nm ；在池的連續(xù)掃描中激光器的輸出抖動(dòng)小于0. 5dB,實(shí)現(xiàn)了光纖激光器多波長(zhǎng)的穩(wěn)定輸出。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的可調(diào)諧多波長(zhǎng)激光輸出的關(guān)鍵技術(shù)為1.拉曼增益的非均勻展寬特性有效的抑制了多波長(zhǎng)激光器中的模式競(jìng)爭(zhēng)，能夠得到較穩(wěn)定的增益輸出。2.傾斜多模光纖布拉格光柵傾斜角為2°時(shí)可獲得最多的反射峰。3.改變光纖中模式激勵(lì)條件會(huì)導(dǎo)致傾斜光柵的反射率發(fā)生相應(yīng)的變化，可以實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)激光器的選頻。4.固定擾模器，對(duì)2°角傾斜多模光纖布拉格光柵施加軸向應(yīng)力，由于傾斜光柵各點(diǎn)受到相同的拉力作用，周期變大，諧振波長(zhǎng)向長(zhǎng)波方向移動(dòng)；在調(diào)諧過(guò)程中，光柵的光譜形狀和反射率不變；因此，這種應(yīng)力調(diào)諧技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光輸出波長(zhǎng)的連續(xù)調(diào)諧，且具有良好的可重復(fù)性。本實(shí)例中進(jìn)行拉曼泵浦的兩個(gè)光波長(zhǎng)分別為1425nm和1453nm ；色散補(bǔ)償光纖的長(zhǎng)度為IOkm ;2°角傾斜多模光纖布拉格光柵的纖芯直徑為62.5 μ m，芯層折射率約為 1.452，光柵周期為536. 8nm。
權(quán)利要求1.一種基于2°角SMFBG的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于該光纖激光器包括拉曼泵浦源，波分復(fù)用器、色散補(bǔ)償光纖、光環(huán)形器、偏振控制器、擾模器、2°角傾斜多模光纖布拉格光柵(SMFBG)、以及光耦合器；波分復(fù)用器一邊的一個(gè)端口與一段IOkm長(zhǎng)的色散補(bǔ)償光纖光連接，另一邊的兩個(gè)端口分別與拉曼泵浦源、光環(huán)行器的第一端口光連接；光環(huán)形器的第二端口與偏振控制器的一端連接；偏振控制器另一端與2。角傾斜多模光纖布拉格光柵的一端光連接，擾模器插接在多模光纖光柵前端；光環(huán)形器的第三端口與光耦合器一邊的一端連接；光耦合器另一邊10%小分比的端口用于輸出激光，另一個(gè)端口連接到色散補(bǔ)償光纖的另一端構(gòu)成環(huán)形腔；色散補(bǔ)償光纖、波分復(fù)用器、光環(huán)形器和光耦合器構(gòu)成激光環(huán)形腔；偏振控制器、擾模器，2°角SMFBG構(gòu)成濾波模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于2°角SMFBG的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于所述的光纖放大器是后向泵浦式拉曼放大器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于2°角SMFBG的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器，其特征在于所述的傾斜多模光纖布拉格光柵其傾斜角為2°。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于2°角SMFBG的可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器。本實(shí)用新型包括拉曼泵浦源，波分復(fù)用器、色散補(bǔ)償光纖、光環(huán)形器、偏振控制器、擾模器、2°角傾斜多模光纖布拉格光柵(SMFBG)以及光耦合器。本實(shí)用新型把光纖拉曼放大抑制增益競(jìng)爭(zhēng)和傾斜光柵的多波長(zhǎng)濾波特性相結(jié)合研制了可調(diào)諧的多波長(zhǎng)光纖激光器，裝置簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。通過(guò)調(diào)節(jié)偏振控制器的狀態(tài)及擾模器上的壓力大小，實(shí)現(xiàn)單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)以及多波長(zhǎng)等各種振蕩模式之間的開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)換；對(duì)2°角傾斜光纖布拉格光柵施加軸向應(yīng)力可實(shí)現(xiàn)激光器任意工作狀態(tài)下的連續(xù)可調(diào)諧，調(diào)諧范圍為4.2nm。
文檔編號(hào)H01S3/30GK202210616SQ20102061837
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者王治強(qiáng), 董新永, 裘燕青, 趙春柳, 金永興, 龔華平 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院