[发明专利]一种功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤光源，更特别地说，是指一种功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源。

背景技术

非相干宽带光源有很重要的应用，如应用于EDFA测量、光纤光栅研制、光谱测试、光纤传感、信号处理、波分复用网络、光纤通信以及低成本的接入网等。与低相干性超辐射发光二极管相比，基于稀土掺杂铒光纤放大自发辐射(Amplifiedspontaneous emission，ASE)的宽带光源由于具有内在极宽的发射谱、高的输出功率、易与光纤系统耦合和使用寿命长等优点，从而成为制作低相干宽带光源的最佳选择，近年来获得了广泛的研究。

多种结构的掺铒超荧光光纤光源(SFS)已被提出和研究，大致可分为单程前向、单程后向、双程前向、双程后向等类型。在单程结构中，向前或向后的光子都直接从两个光纤端输出。在双程前向结构中，向后传输的光子在到达端面时又被反射回来，从前端输出，光子在光纤中传输时不断地被受激放大；同理，在双程后向结构中，向前传输德光子在到达端面时被反射回来，从后端输出。在这些结构中，单程前向结构的光源在带宽较宽时输出功率很小，因而一般不被采用。单程后向结构由于实现简单并且不容易形成激光而被广泛采用，根据掺铒超荧光光纤光源的工作原理，这种结构光源的输出光谱中包含1530nm和1560nm处的两个峰值。在铒纤长度固定的情况下，1530nm和1560nm两个波长的功率谱密度会随泵浦功率的变化而变化，从而使得输出光谱的形状发生很大改变。双程结构的光源可以得到更高的输出功率、更好的波长稳定性和更大的带宽，但是为了得到宽带平坦输出需要设计复杂的滤波器。另外，跟单程后向结构相似，对于平坦谱光源，当改变泵浦功率时双程结构光源的输出光谱形状也会随之发生改变。

美国专利申请号6,144,788，申请日2000年11月7日，公开了一种高稳定光纤光源。该光纤光源为单程后向结构的掺铒超荧光光纤光源，其泵源的波长是980nm，并采用掺铒光纤作为光源输出光谱的滤波器，滤波器在隔离器之前，该结构参见US006144788A中公开的图5所示。该光纤光源输出的光谱参见US006144788A中公开的图6所示。

发明内容

为了解决掺铒超荧光光纤光源在铒纤长度固定的情况下，1530nm和1560nm两个波长的功率谱密度会随泵浦功率的变化而变化，从而影响输出光谱的形状发生很大改变的缺陷，本发明提供一种平均波长在1560nm附近、功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源。

本发明的一种功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源的结构为：波长为980nm的泵浦光源1的尾纤与波长为980nm/1550nm的第一波分复用器2的A端入纤熔接，波长为980nm/1550nm的第一波分复用器2的B端尾纤与A段掺铒光纤3的一端熔接，A段掺铒光纤3的另一端与波长为980nm/1550nm的第二波分复用器4的A端入纤熔接，波长为980nm/1550nm的第二波分复用器4的D端尾纤与法拉第旋转镜5的尾纤熔接，波长为980nm/1550nm的第一波分复用器2的C端尾纤与B段掺铒光纤6的一端熔接，B段掺铒光纤6的另一端与隔离器7的入纤熔接。

所述的功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源，其波长为980nm的泵浦光源1用于输出980nm的泵浦光11。

所述的功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源，其第一波分复用器2一方面把980nm泵浦光11传输给A段掺铒光纤3；另一方面把A段掺铒光纤3产生的C信号光23传输给B段掺铒光纤6；B段掺铒光纤6作为光源输出光谱的滤波器。

所述的功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源，其特征在于：法拉第旋转镜5用于反射A信号光21，使光源输出光谱的输出功率增强了1.5～2倍。

本发明功率可调的近高斯谱掺铒超荧光光纤光源的优点在于：

(1)本发明采用双程后向结构，使得掺铒超荧光光纤光源输出的功率大于3mW。

(2)本发明用B段掺铒光纤6作为A段掺铒光纤3输出光谱的滤波器，使得掺铒超荧光光纤光源输出的光谱是近高斯形，且光谱的平均波长在1560nm附近，平均波长的温度稳定性高。

(3)本发明采用法拉第旋转镜5作为反射镜，用于将A段掺铒光纤3的输出光波的两个偏振态的变化相同，使得掺铒超荧光光纤光源输出光波的偏振度几乎接近零。

(4)本发明采用法拉第旋转镜5作为反射镜，输出光波偏振度的温度稳定性高。

(5)本发明采用法拉第旋转镜5作为反射镜，输出光谱的温度稳定性高。

(6)本发明输出光谱的平均波长在一定的泵浦功率范围内基本保持不变。