[发明专利]基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源

说明书

技术领域

本发明属于光传输技术领域，具体涉及一种基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源。

背景技术

目前，在光传输技术方面，主要应用的是光纤从1280nm到1625nm的低损耗窗口。然而与之匹配的宽带光源还不能满足全波覆盖的需求。尽管通过耦合器我们可以实现宽带光源，但伴随耦合器的插入损耗，系统功率代价升高，降低了整个系统的传输性能。因此研究新型宽带光源是光纤通信乃至生物医学成像的关键课题。

发明内容

为了解决现有技术中宽带光源不能满足全波覆盖需求的缺陷，本发明旨在提供一种可以覆盖全波光纤的低损耗窗口的基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源，具体的技术方案如下：

基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源，包括若干泵浦激光器、泵浦耦合器和铒铥钕共掺光纤，其中，铒铥钕共掺光纤是指掺杂了铒、铥、钕三种稀土离子的光纤；若干泵浦激光器的输出端分别与泵浦耦合器的入口连接，泵浦耦合器的出口与铒铥钕共掺光纤的一端连接，铒铥钕共掺光纤的另一端为基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源的输出端；

若干泵浦激光器发出单波长或多波长的泵浦光，泵浦光通过泵浦耦合器进行耦合后进入铒铥钕共掺光纤，泵浦光使铒铥钕共掺光纤中的铒离子、铥离子、钕离子分别发射以1530nm、1470nm、1310nm为中心的多波段的自发辐射和受激辐射，并由此产生宽带自发辐射光，宽带自发辐射光由超宽带光源的输出端发射。

作为优化方案，所述铒铥钕共掺光纤中，铒的掺杂浓度范围为10²²-10²⁶个/m³，铥的掺杂浓度范围为10²²-10²⁶个/m³，钕的掺杂浓度范围为10²²-10²⁶个/m³，铒铥钕浓度之间的比例范围为(1～10):(1～10):(1～10)。

作为优化方案，所述铒铥钕共掺光纤的长度为0.1-100m。

作为优化方案，所述泵浦激光器采用输出波长为800nm或793nm或808nm或980nm泵浦光的激光器。

作为优化方案，所述泵浦耦合器采用单输入单输出耦合器或多输入单输出泵浦耦合器。

作为优化方案，所述输出端发射的宽带自发辐射光的波长为1280nm至1685nm。

本发明的有益技术效果在于：

（1）本发明的结构简单，实现容易，通过参数的适当选取，可以得到宽带的覆盖全波光纤低损耗窗口的光纤光源，从而可以充分利用全波光纤的带宽；

（2）本发明涉及铒、铥、钕三种稀土离子掺杂浓度的选择，通过选择合适的掺杂浓度之比可以保证三个发射峰处于基本平齐的状态，从而使光源的宽带性能更加明显；

（3）本发明还涉及泵浦激光器的输出功率和光纤长度的选取，根据调整泵浦激光器的输出功率和光纤的长度可以得到光源不同的输出功率。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例1输出的宽带自发辐射光强度与铒铥钕共掺光纤长度的关系图；

图3为实施例1输出的宽带自发辐射光强度与波长的光谱峰值图。

上图中序号为：

1-泵浦激光器、2-泵浦耦合器、3-铒铥钕共掺光纤。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

如图1所示，基于铒铥钕共掺光纤的超宽带光源，包括泵浦激光器1、泵浦耦合器2和铒铥钕共掺光纤3，铒铥钕共掺光纤3是指掺杂了铒、铥、钕三种稀土离子的光纤；泵浦激光器1的输出端与泵浦耦合器2的入口连接，泵浦耦合器2的出口与铒铥钕共掺光纤3的一端连接，铒铥钕共掺光纤3的另一端为基于铒铥钕共掺光纤3的超宽带光源的输出端。

泵浦激光器1发出一单波长的泵浦光，泵浦光通过泵浦耦合器2进行耦合后进入铒铥钕共掺光纤3，泵浦光使铒铥钕共掺光纤3中的铒离子、铥离子、钕离子分别发射以1530nm、1470nm、1310nm为中心的多波段的自发辐射和受激辐射，并由此产生宽带自发辐射光，宽带自发辐射光由超宽带光源的输出端发射。