[发明专利]一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置，可应用于微波光子学、光纤通信、光纤光学等领域。

背景技术

近年来，无线光纤通信技术(Radio-over-fiber)将光纤通信技术和高频无线接入融合起来，已经作为一种新兴发展起来的通信技术成为实现超宽带接入的研究热点。性能稳定的单纵模双波长激光器成为实现无线光纤通信的关键技术之一，特别是要求激光器的两波长间隔、相位应具有高稳定性。针对上述苛刻要求，常规做法是采用高稳定微波参考信号源、光学注入锁定技术或者光学相位锁定环技术等复杂子系统。近年来，上海交通大学吴至境等人提出了一种双波长布里渊光纤激光器，该激光器基于布里渊效应采用光学谐振腔和级联谐振腔分别产生频率不同的单模激光-斯托克斯光方式满足波长、相位稳定性的同时，不需要使用高稳定微波参考信号源、光学注入锁定技术或者光学相位锁定环技术等复杂子系统[1.吴至境等，基于双波长布里渊光纤激光器的光生微波装置，发明专利申请公开说明书CN201010132938.0]。这也表明基于非线性效应的布里渊激光方法具备波长、相位稳定性，是微波光子学领域产生高性能双波长激光的一种有效地重要方法。然而，上述布里渊激光器的缺陷在于两个波长的幅度存在较大的差别。

发明专利申请内容

针对双波长激光产生的上述问题，我们对布里渊效应作了较为细致地研究，发现基于我们搭建激光系统产生的布里渊散射光-斯托克斯光和布里渊散射光-反斯托克斯光具有很好的对称性、稳定性，与文献[1]、[2.Agrawal，nonlinear fiber optics，4e，Elsevier(Singapore)Pte Ltd.2009，1-528]中两者具有较大的幅度差别不同。鉴于此，本发明提出了一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置，拟首次采用对称性、稳定性较好的斯托克斯光和反斯托克斯光产生双波长可调谐布里渊激光子系统，来解决双波长激光产生中的波长稳定性、相位稳定性、两个波长的不等幅等相关问题，并且能够避免使用高稳定微波参考信号源、光学注入锁定技术或者光学相位锁定环技术等复杂子系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置，拟采用的技术方案：首次采用对称性、稳定性较好的斯托克斯光和反斯托克斯光产生双波长可调谐布里渊激光子系统。单纵模可调谐窄线宽DFB泵浦光在色散平坦光纤传输产生的布里渊激光-斯托克斯光和布里渊激光-反斯托克斯光经分路器输出到滤波器(如反射式光纤光栅等)滤除泵浦光后得到对称性、稳定性较好的斯托克斯光和反斯托克斯光，由斯托克斯光和反斯托克斯光形成双波长布里渊激光。调谐DFB泵浦光波长、功率，可得到不同波长、功率的斯托克斯光和反斯托克斯光即不同波长、功率的双波长布里渊激光。

本发明的有益效果是：

本发明提出了一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置；采用同一个DFB泵浦激光光源产生双波长布里渊激光，有效抑制了相位噪声；对称性、稳定性较好的斯托克斯光和反斯托克斯光形成双波长激光，可实现双波长的等幅度输出，可提高波长稳定性；本发明双波长激光产生方案新颖、简单可行，有效抑制相位噪声，双波长等幅度输出，高波长稳定性。本发明为微波光子学、光纤通信、光纤光学等领域进一步深入研究提供了支持。

附图说明

本发明提出了一种基于色散平坦光纤的可调谐布里渊激光产生方法与装置，图1中，1是单纵模可调谐窄线宽DFB泵浦激光，2是分路器99∶1，3是色散平坦光纤，4是环行器，5是滤波器(如反射式光纤光栅等)，6是布里渊激光输出端或布里渊激光放大输出端，7是部分泵浦光输出，图中8是在分路器2和环行器4连接处用光谱仪AQ6319扫描的光谱。光谱中间的谱线是泵浦光，光谱左侧的谱线是布里渊激光-反斯托克斯光，光谱右侧的谱线是布里渊激光-斯托克斯光。布里渊激光输出端可连接各种测量仪器(如电谱仪E4440A、光谱仪AQ6319等等；用于布里渊激光输出的各种参量的测量分析)。

具体实施方式

下面结合附图和实施对本发明进一步说明。

单纵模可调谐窄线宽DFB泵浦激光(1)经分路器99∶1(2)的99％端口至色散平坦光纤(3)传输产生的布里渊激光-斯托克斯光和布里渊激光-反斯托克斯光，斯托克斯光和反斯托克斯光经分路器(2)的1％端口输出到环行器(4)1口，环行器2口输出光经滤波器(5)(如反射式光纤光栅等)滤除泵浦光后得到对称性、稳定性较好的斯托克斯光和反斯托克斯光，由斯托克斯光和反斯托克斯光形成双波长布里渊激光，该激光可在输出端(6)直接输出或者进行光放大后输出。调谐DFB泵浦光(1)波长，可得到不同波长的斯托克斯光和反斯托克斯光即不同波长的双波长布里渊激光。调谐DFB泵浦光功率，可得到不同功率的斯托克斯光和反斯托克斯光即不同功率的双波长布里渊激光。改变分路器(2)的的分光比，可得到不同功率的斯托克斯光和反斯托克斯光即不同功率的双波长布里渊激光。由环行器3口输出至输出端口(7)的是部分泵浦光。布里渊激光输出端可连接各种测量仪器(如电谱仪E4440A、光谱仪AQ6319等等；用于布里渊激光输出的各种参量的测量分析)。本发明双波长产生方案新颖、简单可行，为微波光子学、光纤通信、光纤光学等领域进一步深入研究提供了支持。