[发明专利]宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，具体涉及一种宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器。

背景技术

多波长光纤激光器应用在波分复用系统（WDM）中，减少了网络通信系统中对半导体激光器的大量需求，进一步简化了现有WDM光纤通信网络的复杂性，扩大了应用范围，降低了系统应用的成本，提高了系统的可靠性。在分布式光纤传感系统中也有广阔的应用前景。

布里渊掺铒光纤激光器利用光纤中的受激布里渊散射效应，能产生多阶斯托克斯光，具有输出波长多、窄线宽、可调谐、结构简单等优点。

为了产生更多的输出波长，就要满足高阶斯托克斯光阈值，因而布里渊光纤激光器大多采用掺铒光纤放大器提高信号功率。基于掺铒光纤放大的布里渊光纤激光器通过受激布里渊散射的非线性增益产生低阶斯托克斯光，再经掺铒光纤放大器提高低阶斯托克斯光功率，从而产生高阶斯托克斯光，信号被不断地放大而产生更多斯托克斯光。因此，能够宽带调谐多波长范围和灵活调节多波长输出数量是布里渊多波长掺铒光纤激光器的关键技术。

大多布里渊多波长光纤激光器由于缺乏有效的调节结构，只能通过可调谐波长的泵浦源对输出多波长范围进行调谐，不能灵活调节输出波长数，限制了其在WDM系统中应用的灵活性。如2012年中国激光39卷第6期报道的“一种可调谐的多波长布里渊掺铒光纤激光器”，如图1所示，布里渊泵浦光（BP）通过WDM耦合进环形腔，经过环行器进入3dB耦合器，被分为两部分，端口3出射的50%的BP顺时针进入单模光纤（SMF），端口2出射的50%的BP经过EDFA放大后，由光环行器与光纤构成的光纤反射镜反射再次经过EDFA放大，然后被3dB耦合器分为等功率两部分分别从端口1和端口4出射，端口4出射的光逆时针进入SMF，端口1出射的光从环行器端口3输出，由90/10的耦合器将光分为10%作为输出，90%的光回到环形腔，通过环路再次进入布里渊增益腔。

布里渊增益腔中无论顺时针和逆时针都有BP，当它的强度大于布里渊阈值的时候，由于SBS效应，会产生与BP方向相反的1阶斯托克斯光（BS），无论是顺时针还是逆时针方向的1阶BS信号都会有一部分再次经过SMF，另一部分通过反射镜或环形腔再次反馈回布里渊增益腔。由此，3dB耦合器和单模光纤构成的布里渊增益腔两侧都有泵浦光和斯托克斯光的反馈，形成双向反馈。当1阶BS信号强度满足布里渊阈值条件的时候，它将作为BP信号激发2阶BS信号。低阶的BS信号激发高阶的BS信号，这一过程直到新产生的BS信号不满足布里渊阈值条件时终止，这样就能得到等间隔多波长信号。通过可调谐布里渊泵浦光实现了11个波长的输出，未实现波长数的任意调谐。

发明内容

本发明为了解决现有技术中布里渊多波长光纤激光器由于缺乏有效的调节结构，只能通过可调谐波长的泵浦源对输出多波长范围进行调谐，不能灵活调节输出波长数的问题，提出了一种利用Sagnac环中置入掺铒光纤放大器和偏振调节结构的宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，实现多波长范围的宽带调谐和输出波长数的灵活调节。

本发明采取以下技术方案：

宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器，可调谐布里渊泵浦与输入/输出环行器连接，输入/输出环行器与耦合器连接，输入/输出环行器与隔离器连接，所有输出光经隔离器输出；

耦合器与偏振控制器连接，偏振控制器与波分复用器连接，偏振控制器可以调谐腔内信号偏振损耗，实现对输出信号波长数的调谐；波分复用器与掺铒光纤连接，980nm泵浦激光器通过波分复用器进入掺铒光纤，产生增益，作为对腔内光信号的放大，掺铒光纤与耦合器连接；

耦合器与单模光纤连接，单模光纤与反射环行器连接，反射环行器另外两端口连接，用来反射单模光纤中的透射光。

本发明的有益效果是：可调谐布里渊泵浦1发出的泵浦光经过输入/输出环行器2进入耦合器3，一部分泵浦光通过耦合器3进入掺铒光纤6被放大，再通过波分复用器5及偏振控制器4，再次进入耦合器3且分光，一束进入单模光纤8，另一束进入掺铒光纤6重复上述放大过程；另一部分泵浦光通过耦合器3进入单模光纤8，产生反向传输的斯托克斯光，反向斯托克斯光返回耦合器3且被分光，一部分斯托克斯光依次输入/输出环行器2及隔离器10输出，另一部分斯托克斯光依次经偏振控制器4及波分复用器5进入掺铒光纤6放大，再进入耦合器3且分光，一束光依次经输入/输出环行器2及隔离器10输出，另一束光依次经偏振控制器4、波分复用器5反馈回掺铒光纤6重复此处放大过程。