專利名稱：用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)的超窄線寬可調(diào)光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光纖激光器，尤其是用于密集波分復(fù)用(DWDM)系統(tǒng)的超窄線寬可調(diào)光纖激光器。
(2)背景技術(shù)當(dāng)前，全球通信業(yè)務(wù)量尤其是因特網(wǎng)的迅猛增長，對通信系統(tǒng)傳輸容量的要求越來越高。而增加光纖通信系統(tǒng)傳輸容量的途徑有1)提高單個信道的比特率；2)增加單芯光纖的信道數(shù)；3)增加光纜中光纖芯數(shù)。在上述這些方案中，采用DWDM技術(shù)則是當(dāng)前增加通信系統(tǒng)傳輸容量的最好辦法，也是目前普遍采用的一種方法。由于在DWDM系統(tǒng)中，不同信道之間的間隔很小(如100MHz系統(tǒng)信道間隔為0.8nm)，因此為避免傳輸中嚴(yán)重的信道間串?dāng)_，DWDM所需要的激光光源的譜寬非常窄，并且要求激光器的工作波長穩(wěn)定，頻率漂移小，而且DWDM要求的激光器工作頻率在國際通信聯(lián)盟(ITU-T)建議的DWDM系統(tǒng)工作頻率處，即要求頻率間隔均勻的激光器。目前能提供給DWDM作為光源的主要有分布反饋(DFB)半導(dǎo)體激光器，但是這些激光器有工藝復(fù)雜、價格高、波長不易調(diào)節(jié)等缺點。
(3)發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在提供一種用于DWDM系統(tǒng)的設(shè)計簡單、輸出光強穩(wěn)定以及輸出激光波長可調(diào)并在給定波長振蕩、線寬小的超窄線寬可調(diào)光纖激光器。
為了達到上述目的，本實用新型利用摻稀土光纖作為增益介質(zhì)，含有高雙折射保偏光纖的薩克尼克(Sagnac)環(huán)路及環(huán)形腔配合大范圍線性可調(diào)諧光纖光柵來實現(xiàn)的、可按ITU-T建議的DWDM系統(tǒng)波長間隔輸出激射的可調(diào)窄線寬光纖激光器。
本實用新型設(shè)有泵浦源、摻稀土元素光纖、2個光纖隔離器、光纖耦合器、梳狀濾波器。
泵浦源激發(fā)摻稀土元素光纖后受激輻射在光纖環(huán)路中傳輸并被放大形成激光，摻稀土元素光纖接隔離器ISO2的一端，隔離器ISO2的另一端接光纖耦合器，摻稀土光纖中的受激輻射經(jīng)過隔離器ISO2進入光纖耦合器，光纖耦合器的反射光端口接另一個隔離器ISO1的一端，隔離器ISO1的另一端接梳狀濾波器，梳狀濾波器接泵浦源，光纖耦合器一端作為激光輸出，另一端接可調(diào)諧光纖光柵。
所說的隔離器采用偏振無關(guān)光纖隔離器。
所說的梳狀濾波器由保偏光纖與3dB耦合器組成。
本實用新型利用外部機構(gòu)作用，使光纖光柵Bragg波長發(fā)生線性移動，那么每經(jīng)過一個梳狀濾波器的周期即當(dāng)光纖光柵的Bragg波長與梳狀濾波器的傳輸極大處吻合時就可以得到一個功率很強、線寬極窄的激射，而在相鄰兩個激射之間基本沒有激光輸出，也就是實現(xiàn)了波長在確定離散點處的激射輸出，相鄰激射波長的間隔和設(shè)計的梳狀濾波器周期是一致的。根據(jù)保偏光纖的雙折射選擇不同的光纖長度就可以改變梳狀濾波器的周期，使之符合ITU-T建議的DWDM系統(tǒng)波長間隔，那么用這種方案實現(xiàn)的光纖激光器就可以應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中。這種波長間隔均勻的摻稀土光纖激光器，結(jié)構(gòu)上采用了保偏光纖構(gòu)成的Sagnac梳狀濾波器和摻稀土光纖放大器，通過光纖光柵的線性調(diào)諧，實現(xiàn)了波長間隔均勻的激射。與傳統(tǒng)的光纖激光器相比，其優(yōu)點在于1)光纖激光器輸出功率穩(wěn)定；2)激光線寬較窄，可小于0.01nm；3)在調(diào)諧光纖光柵加上適當(dāng)穩(wěn)定措施的的情況下，波長漂移能小于0.01nm，甚至更低；4)梳狀濾波器設(shè)計簡單，只需改變?yōu)V波器上保偏光纖的長度就可以改變激射的波長間隔使之符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，以適合于DWDM通信系統(tǒng)；5)全光纖設(shè)計，插入損耗低，激光器閾值低，在系統(tǒng)中將更易于使用與安裝。因此，這種全光纖結(jié)構(gòu)的可調(diào)光纖激光器能方便地應(yīng)用于波分復(fù)用器(WDM)、密集波分復(fù)用器(DWDM)等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
(4)
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本實用新型實施例的輸出光譜圖。
(5)具體實施方式
以下實施例將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示，泵浦源(Pump)激發(fā)摻稀土元素光纖(REDF)產(chǎn)生一定波長帶寬的受激輻射光經(jīng)過隔離器ISO2進入光纖耦合器(Fiber Coupler)。通過耦合器，一部分光耦合到端口1，由于光纖光柵對波長的選擇作用，光柵對應(yīng)的Bragg波長處的光幾乎被完全反射回去，反射后的光經(jīng)耦合器、隔離器ISO1到達由高雙折射光纖與3dB耦合器(3dB Coupler)組成的Sagnac環(huán)，由于保偏光纖雙折射與波長有關(guān)，這種由高雙折射光纖與3dB耦合器構(gòu)成的器件具有梳狀濾波特性，即該濾波器的傳輸與波長呈近似均勻的周期關(guān)系。如果光柵的Bragg波長對應(yīng)于梳狀濾波器傳輸?shù)妮^小處，那么這時整個環(huán)路的增益較小不能形成激光；當(dāng)光柵Bragg波長與梳狀濾波器的傳輸極大一致時，整個環(huán)路的傳輸損耗最小，該波長光在環(huán)路傳輸時增益足夠大時可產(chǎn)生激光通過耦合器由端口2輸出。激射中心波長與此時光柵Bragg波長一致。綜上所述，只有當(dāng)Bragg波長對應(yīng)于梳狀濾波器傳輸極大點時才能形成激光輸出，而其他波長的光由于梳狀濾波器的作用無法形成激光輸出。由此可以看出，輸出激射波長間隔由梳狀濾波器決定，而且其波長間隔可以通過改變梳狀濾波器來方便調(diào)節(jié)，這在設(shè)計上十分簡單。
在圖1中，F(xiàn)iber Coupler是一個的普通50∶50耦合器，ISO1、ISO2為偏振無關(guān)隔離器，ISO1能克服由于梳狀濾波器的反射對信號的干擾，ISO2避免了經(jīng)光纖光柵反射的光通過耦合器與梳狀濾波器之間形成振蕩從而產(chǎn)生的噪聲。高雙折射保偏光纖(Hi-Bi Fiber)與3dBCoupler組成Sagnac環(huán)來構(gòu)成梳狀濾波器，其中保偏光纖的長度與梳狀濾波器的周期成反比，它決定光纖激光器輸出的激射波長的間隔。Pump是一個大功率的泵浦源，REDF是一段摻稀土元素光纖。Tunable FBG是一個大范圍的線性可調(diào)諧光纖光柵，通過對光纖光柵的調(diào)諧，起選擇光纖激光器的激射波長的作用，出射的激光由OUTPUT端輸出。
圖2是采用圖1方案實現(xiàn)的窄線寬可調(diào)激光器的輸出光譜實施例。其中泵浦源為980nm波長激光器，REDF為摻鉺(Er)光纖，橫坐標(biāo)為波長(nm)，縱坐標(biāo)為輸出光強(dBm)。從圖2可以看出，相鄰的兩個波長的激光波長間隔基本是等間隔的，且這個間隔由梳狀濾波器的周期決定，為0.51nm。輸出的激光消光比都大于35dB。圖2給出的光譜圖是光譜儀的分辨率設(shè)為0.01nm時掃描得到的，這時所得到的激光3dB線寬極窄，都小于0.015nm。
權(quán)利要求1.用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)的超窄線寬可調(diào)光纖激光器，其特征在于設(shè)有泵浦源、摻稀土元素光纖、2個隔離器、光纖耦合器和由高雙折射保偏光纖與3dB耦合器構(gòu)成的梳狀濾波器，摻稀土元素光纖接隔離器ISO2的一端，隔離器ISO2的另一端接光纖耦合器，光纖耦合器的端口接另一個隔離器ISO1的一端，隔離器ISO1的另一端接梳狀濾波器，梳狀濾波器接泵浦源，光纖耦合器的端口為激光輸出，光纖耦合器的反射端口接可調(diào)諧光纖光柵。
專利摘要涉及用于密集波分復(fù)用系統(tǒng)的超窄線寬可調(diào)光纖激光器。設(shè)有泵浦源、摻稀土元素光纖、隔離器、光纖耦合器和由高雙折射保偏光纖與3dB耦合器構(gòu)成的梳狀濾波器，光纖接隔離器ISO2的一端，隔離器ISO2的另一端接耦合器，耦合器的端口接另一個隔離器ISO1的一端，隔離器ISO1的另一端接梳狀濾波器，梳狀濾波器接泵浦源，耦合器的端口為激光輸出，耦合器的反射端口接可調(diào)諧光纖光柵。其輸出功率穩(wěn)定；激光線寬較窄，可小于0.01nm；波長漂移能小于0.01nm，濾波器設(shè)計簡單，只需改變?yōu)V波器上保偏光纖長度即可改變激射的波長間隔使之符合標(biāo)準(zhǔn)，以適于DWDM通信系統(tǒng)；全光纖設(shè)計，插入損耗與閾值低，易于使用與安裝。
文檔編號H04J14/02GK2638081SQ0327702
公開日2004年9月1日 申請日期2003年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者董小鵬, 陳勇 申請人:廈門大學(xué)