[发明专利]L波段宽带可调谐多波长光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于掺铒铋光纤的L波段布里渊多波长宽带可调谐线形腔光纤激光器。

背景技术

多波长光纤激光器因具有效率高、阈值低、可调谐、紧凑小巧、与传输光纤兼容性好等优点，在密集波分复用系统（DWDM）中有着重要的应用，在高精度光谱分析、光传感技术、光器件检测等诸多技术领域中具有潜在的应用前景。

多波长光纤激光器大多在掺铒光纤激光器基础上采用梳状滤波器，形成多波长谐振，梳状滤波器的缺点是：宽带可调谐性差、稳定性不高、实现窄线宽输出工艺复杂等，限制了多波长光纤激光器的应用。

受激布里渊散射过程可以看成是一个泵浦光子的湮灭，同时产生一个斯托克斯光子和一个声频声子。基于布里渊散射的掺铒光纤激光器结合了掺铒光纤的线性增益和受激布里渊散射的非线性增益，是室温下产生多波长输出的有效方法，其线宽窄、输出稳定、可调谐范围大，是未来多波长光纤激光器技术的发展方向，具有广阔的应用前景。由于布里渊泵浦光功率的限制，需采用掺铒光纤放大以满足多级阈值条件而产生更多的斯托克斯光，而更长的掺铒光纤才能具有足够的吸收实现L波段的信号增益，增加了腔内的光损耗，也制约了可调谐性。

发明内容

本发明为解决现有技术中多波长光纤激光器宽带可调谐性差、稳定性不高、实现窄线宽输出工艺复杂等问题，针对L波段多波长布里渊光纤激光器的结构特点，提出了一种基于一段长度较短的掺铒铋光纤的L波段宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器。

本发明采取以下技术方案：L波段宽带可调谐多波长光纤激光器，包括可调谐布里渊泵浦、输入耦合器、环行器、波分复用器、1480 nm泵浦激光器、掺铒铋光纤、单模光纤、输出耦合器；可调谐布里渊泵浦通过输入耦合器的端口a进入线形腔光纤激光器，输入耦合器的端口b与环行器的端口d连接，环行器的端口f与输入耦合器的端口c连接，环行器的端口e与波分复用器的端口g连接，1480 nm泵浦激光器通过波分复用器的端口h进入激光谐振腔，可调谐布里渊泵浦光和1480 nm泵浦光通过波分复用器的端口i耦合进掺铒铋光纤产生L波段高增益，掺铒铋光纤与单模光纤连接，被掺铒铋光纤放大了的布里渊泵浦光在单模光纤中产生反向传输的斯托克斯光，单模光纤再与输出耦合器的端口j连接，输出耦合器的端口k和端口l采用光纤连接，输出耦合器的端口m作为光输出。

所述可调谐布里渊泵浦的波长调谐范围1520-1630 nm。

所述输入耦合器的端口a分光为50%，端口c的分光为50％。

所述波分复用器为1480/1590 nm波分复用器，端口g为1590 nm光输入，端口h为1480 nm光输入。

所述的掺铒铋光纤为50 cm，纤芯折射率为2.03，包层折射率为2.02，在1530 nm处的峰值吸收为219 dB/m，增益带宽78 nm。

所述掺铒铋光纤与单模光纤的连接采用毛细管连接。

所述单模光纤的长度为10 km。

所述输出耦合器的第端口j为60%端口，端口m为40%端口。

输出多波长数为11个，波长间隔0.088 nm。

多波长输出可调谐范围1555 nm至1620 nm，可调谐带宽为65 nm。

本发明的有益效果是：在技术方案中采用两个耦合器和一个环行器作为输入输出，能够较好地将光信号反馈回单模光纤中而不断的产生受激布里渊散射；采用掺铒铋光纤不断的放大光信号而达到高阶斯托克斯光阈值；利用掺铒铋光纤和单模光纤共同作为增益介质；并通过调谐布里渊泵浦输入光波长实现可调谐多波长激光输出。

本发明采用高掺铒的短铋光纤作为增益介质，能够有效的减少光纤长度，提高L波段光增益和增益范围。

本发明采用掺铒铋光纤和单模光纤共同作为增益介质，通过调谐布里渊泵浦波长实现L波段65 nm宽带输出，相比现有的L波段多波长输出的激光器，其激光输出更稳定、波长可调谐范围更宽，使基于布里渊散射的L波段宽带可调掺铒铋光纤激光器在密集波分复用光通信系统、分布式光纤传感领域的潜力更大，可适用的范围更广泛。

本发明激光器的结构简单、成本低、易与光纤系统集成、输出L波段、波长可宽带调谐、线宽窄、激光输出的稳定性好，其特别适用于光通信、光传感等技术领域。

附图说明

图1为本发明L波段宽带可调多波长光纤激光器的结构示意图。

图2为本发明实施例L波段多波长激光输出的光谱图。

图3为本发明实施例L波段多波长激光宽带可调谐输出的光谱图。