基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置。本實用新型適用于多波長窄線寬光纖激光器領(lǐng)域，采用多個不同中心波長的光纖光柵選擇多個不同波長的激光，利用微凹槽光纖實現(xiàn)瑞利增益累積，進(jìn)行線寬壓縮，實現(xiàn)多波長窄線寬激光輸出。本實用新型可以應(yīng)用于光通信、光傳感等領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點。
【專利說明】
基于微[H]槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與成熟，波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成為長距離通信干線和光網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。多波長光纖激光器作為波長路由網(wǎng)絡(luò)中的重要光源得到廣泛研究。同時多波長光纖激光器具有性能穩(wěn)定、輸出功率高、易與光纖通信系統(tǒng)兼容等優(yōu)點，在光纖傳感系統(tǒng)、光學(xué)測試、光譜學(xué)等方面具有廣泛的前景。目前多波長光纖激光器的研究主要集中在高功率和窄線寬兩方面，多波長窄線寬光纖激光器的研究被越來越重視。
[0003]現(xiàn)有形成窄線寬單縱模激光束的方法主要有短腔、飽和吸收體、環(huán)形腔等方法，但大多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、成本高昂、線寬壓縮效果不理想的缺陷，限制了多波長窄線寬激光束的應(yīng)用。
[0004]理論已經(jīng)證明，瑞利散射是一種有效的線寬壓縮機(jī)制，如果能利用瑞利散射實現(xiàn)激光線寬壓縮，多波長窄線寬激光器的結(jié)構(gòu)將得到簡化。通常情況下，布里淵散射和瑞利散射幾乎同時存在，并且普通光纖對布里淵散射的增益系數(shù)比瑞利散射增益系數(shù)高幾個數(shù)量級，而布里淵散射對線寬壓縮具有負(fù)面影響，因此有效抑制布里淵散射，實現(xiàn)瑞利增益累積對形成多波長窄線寬激光束具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置。
[0006]本實用新型包括一個輸出功率大于10mW的980nm栗浦激光器，一個980nm/1550nm波分復(fù)用器，一段長度2米至10米的摻鉺光纖、一個三端口環(huán)形器、一個中心波長為A1的光纖光柵、一個可變光衰減器、一個偏振控制器、一個中心波長為λ2的光纖光柵、一個中心波長為入3的光纖光柵、一個1*2親合器。
[0007]栗浦激光器的端口與波分復(fù)用器的第I端口光纖連接，波分復(fù)用器的第2端口與摻鉺光纖的一端光纖連接;摻鉺光纖的另一端與三端口環(huán)形器的第I端口光纖連接，三端口環(huán)形器的第2端口與微凹槽光纖的一端光纖連接，微凹槽光纖的另一端光纖與中心波長為A1的光纖光柵的一端光纖連接，中心波長為A1的光纖光柵的另一端與可變光衰減器的一端光纖連接，可變光衰減器另一端與偏振控制器一端連接，偏振控制器的另一端與中心波長為λ2的光纖光柵一端連接，中心波長為入2的光纖光柵另一端與中心波長為λ3的光纖光柵一端光纖連接;三端口環(huán)形器的第3端口與1*2端耦合器的輸入端光纖連接，1*2端耦合器的第一輸出端與波分復(fù)用器的第3端口光纖連接，I * 2端親合器的第2輸出端作為窄線寬激光的輸出端。
[0008]所述微凹槽光纖為刻寫有對稱凹槽的單模光纖，對稱凹槽在軸向上有多對，每個凹槽深度為6?7微米。
[0009]進(jìn)一步說，所述單個凹槽的軸向長度為1.8?2cm，相鄰兩個凹槽的軸向中心間隔4.5?6m，凹槽的最小直徑與單模光纖的外徑數(shù)值比為24:25?18:25。
[0010]本實用新型適用于多波長窄線寬光纖激光器領(lǐng)域，采用多個不同中心波長的光纖光柵選擇多個不同波長的激光，利用微凹槽光纖實現(xiàn)瑞利增益累積，進(jìn)行線寬壓縮，實現(xiàn)多波長窄線寬激光輸出。
【附圖說明】
[0011]圖1a為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖1b為微凹槽光纖的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例中輸出多波長窄線寬激光的光譜圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1a和圖1b所示，本實施例包括一個980nm栗浦激光器1、一個波分復(fù)用器2、一段摻鉺光纖3、一個三端口環(huán)形器4、一段微凹槽光纖5、一個中心波長為1530.528nm的光纖光柵6、一個可變光衰減器7、一個偏振控制器8、中心波長為1541.132nm的光纖光柵9、中心波長為1550.527nm的光纖光柵10、一個1*2耦合器11;
[0015]本實施例中的微凹槽光纖由普通單模光纖12經(jīng)飛秒激光微加工制作而成，用飛秒激光在單模光纖表面刻寫兩個深6?7微米的對稱微凹槽5-1，通過多次刻寫操作，在普通單模光纖上形成多對微凹槽區(qū)。所述微凹槽光纖接入激光器中，使激光器的諧振腔長度等于或大于100m，普通單模光纖上的多個微凹槽區(qū)可有效抑制布里淵散射，滿足瑞利散射大量累積，實現(xiàn)激光線寬壓縮效果。
[0016]采用該微凹槽光纖構(gòu)成激光器諧振腔，可避免采用布里淵增益原理的激光器因存在隨機(jī)跳?，F(xiàn)象而導(dǎo)致的單頻運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定問題，同時消除了對諧振腔長度的限制，使諧振腔可達(dá)到百米量級，有效實現(xiàn)瑞利增益累積，提高信號強(qiáng)度。
[0017]為了使光在微凹槽光纖中的傳輸損耗和對布里淵增益的抑制效果取得較佳的平衡，微凹槽光纖的參數(shù)設(shè)置為:單個微凹槽區(qū)的軸向長度為1.8?2cm，各個微凹槽區(qū)5-1是等間距設(shè)置，相鄰兩對微凹槽區(qū)的軸向中心之間間隔(見圖1b中標(biāo)記M所示范圍)4.5?6m。微凹槽區(qū)5-1內(nèi)的最小直徑與普通單模光纖的外徑之比值在24:25?18:25之間。
[0018]980nm栗浦激光器I的端口與波分復(fù)用器2的第I端口光纖連接，波分復(fù)用器2的第2端口與摻鉺光纖3的一端光纖連接;摻鉺光纖3的另一端與三端口環(huán)形器4的第I端口光纖連接，三端口環(huán)形器4的第2端口與微凹槽光纖5的一端光纖連接，微凹槽光纖5的另一端光纖與中心波長為1530.528nm的光纖光柵6的一端光纖連接，中心波長為1530.528nm的光纖光柵6的另一端與可變光衰減器7的一端光纖連接，可變光衰減器7另一端與偏振控制器8—端連接，偏振控制器8另一端與中心波長為1541.132nm的光纖光柵9一端光纖連接，中心波長為1541.132nm的光纖光柵9另一端與中心波長為1550.527nm的光纖光柵10—端光纖連接；三端口環(huán)形器4的第3端口與1*2端耦合器10的輸入端光纖連接，1*2端耦合器10的第一輸出端與波分復(fù)用器2的第3端口光纖連接，1*2端耦合器10的第2輸出端作為超窄線寬激光的輸出端。
[0019]本裝置的工作過程:開啟980nm栗浦激光器1，輸出的980nm激光通過波分復(fù)用器2進(jìn)入摻鉺光纖3，摻鉺光纖3吸收980nm激光，從而提供一個寬帶光源；寬帶光源通過三端口環(huán)形器4的第2端口注入微凹槽光纖5、中心波長為1530.528nm的光纖光柵6、可變光衰減器
7、偏振控制器8和中心波長為1541.132nm的光纖光柵9，中心波長為1550.527nm的光纖光柵10，三端口環(huán)形器的第3端口與1*2端耦合器11、波分復(fù)用器2的第3端口形成完整的環(huán)形激光腔。中心波長為1530.528nm的光纖光柵6、中心波長為1541.132nm的光纖光柵9和中心波長為1550.527nm的光纖光柵10是波長選擇元件，微凹槽光纖5與中心波長為1530.528nm的光纖光柵6、中心波長為1541.132nm的光纖光柵9和中心波長為1550.527nm的光纖光柵10組成半開放腔，可變光衰減器7和偏振控制器8為微凹槽光纖5提供一個非常微弱的種子光，可變光衰減器7對種子光的強(qiáng)度進(jìn)行控制，以免窄線寬的后向瑞利信號被淹沒掉，從而增加后向散射產(chǎn)生的概率，微凹槽光纖對種子光起分布反饋和線寬壓縮作用，窄線寬的瑞利散射光在環(huán)形腔中循環(huán)，最終形成激光震蕩，從1*2端耦合器11的第2輸出端向外輸出多波長窄線寬激光信號，通過在微凹槽光纖5后串聯(lián)或移除不同中心波長的光纖光柵控制輸出波長的數(shù)目。圖2為本實用新型實施例中輸出多波長窄線寬激光的光譜圖，輸出激光的線寬小于1kHz0
[0020]本實用新型適用于多波長窄線寬光纖激光器領(lǐng)域，采用多個不同中心波長的光纖光柵作為波長選擇器件，以摻鉺光纖作為增益介質(zhì)，利用微凹槽光纖實現(xiàn)瑞利增益累積，進(jìn)行線寬壓縮，實現(xiàn)多波長窄線寬激光輸出。本實用新型可以應(yīng)用于光通信、光傳感等領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1.基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置，其特征在于:包括一個輸出功率大于10mW的980nm栗浦激光器，一個980nm/1550nm波分復(fù)用器，一段長度2米至10米的摻鉺光纖、一個三端口環(huán)形器、一個中心波長為λι的光纖光柵、一個可變光衰減器、一個偏振控制器、一個中心波長為λ2的光纖光柵、一個中心波長為λ3的光纖光柵、一個1*2耦合器； 栗浦激光器的端口與波分復(fù)用器的第I端口光纖連接，波分復(fù)用器的第2端口與摻鉺光纖的一端光纖連接;摻鉺光纖的另一端與三端口環(huán)形器的第I端口光纖連接，三端口環(huán)形器的第2端口與微凹槽光纖的一端光纖連接，微凹槽光纖的另一端光纖與中心波長為A1的光纖光柵的一端光纖連接，中心波長為&的光纖光柵的另一端與可變光衰減器的一端光纖連接，可變光衰減器另一端與偏振控制器一端連接，偏振控制器的另一端與中心波長為&的光纖光柵一端連接，中心波長為λ2的光纖光柵另一端與中心波長為λ3的光纖光柵一端光纖連接;三端口環(huán)形器的第3端口與1*2端耦合器的輸入端光纖連接，1*2端耦合器的第一輸出端與波分復(fù)用器的第3端口光纖連接，1*2端耦合器的第2輸出端作為窄線寬激光的輸出端； 所述微凹槽光纖為刻寫有對稱凹槽的單模光纖，對稱凹槽在軸向上有多對，每個凹槽深度為6?7微米。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微凹槽光纖的多波長窄線寬激光輸出裝置，其特征在于:所述單個凹槽的軸向長度為1.8?2cm，相鄰兩個凹槽的軸向中心間隔4.5?6m，凹槽的最小直徑與單模光纖的外徑數(shù)值比為24:25?18:25。
【文檔編號】H01S3/00GK205565281SQ201620290571
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】陳達(dá)如, 王曉亮, 李海濤
【申請人】浙江師范大學(xué)