[发明专利]稳定掺铒光纤光源波长和功率的方法、装置及相应的光源

说明书

技术领域：

本发明属于光纤陀螺及光纤传感技术领域，特别涉及一种同时满足掺铒光纤光源平均波长稳定及功率稳定的方法及装置，同时涉及采用探测输出光信号并反馈控制技术的宽带掺铒光纤光源。适用于干涉型高精度光纤陀螺及其它干涉型传感器用的光源。

背景技术：

宽谱光源在干涉型光纤陀螺及干涉型光纤传感器中抑制背向反射及散射、偏振耦合、法拉第效应、克尔效应等引起的误差方面有先天的优势。常见的宽谱光源由LED光源、SLD光源以及掺杂稀土元素的光纤光源。LED光源虽然有较宽的光谱，但其与光纤耦合效率较低难以满足实际需要。SLD光源具有光谱宽，功率高，与光纤耦合效率高等优点，但是其平均波长稳定性通常为400ppm/℃，不能满足全温范围内标度稳定性小于30ppm的惯导级光纤陀螺的要求。因此，从上世纪九十年代起，人们开始转向另一种宽谱光源——超荧光光纤光源的研究。

宽带掺铒光纤光源是一种在SiO₂基质中掺杂稀土元素铒，通过抽运掺杂光纤获得放大的自发辐射的一种宽带光源。由于稀土元素的原子结构的特点，使得利用掺杂稀土元素获得的超荧光的宽带光纤光源，相对于传统的SLD光源拥有带宽宽，输出功率高以及平均波长稳定性好等优越的性能，在光纤陀螺、光纤传感等众多领域有着广泛的应用。

目前掺铒光纤光源的平均波长稳定性为3～4ppm/℃，远优于SLD光源的指标，因此在对波长稳定性要求高的应用中（如中高精度光纤陀螺）掺铒光纤光源得到了广泛的应用。但要满足惯导级的光纤陀螺的要求，必须进一步提高光源平均波长稳定性，这对掺铒光纤光源提出了新挑战。

影响掺铒光纤光源平均波长稳定性的因素包括外界温度场T、泵浦功率P、泵浦波长λp、抽运光的偏振态SOP_P等。平均波长λ受这些因素的影响可表示为：

dλ∂T=∂λ∂T+∂λ∂P∂P∂T+∂λ∂λp∂λp∂T+∂λ∂SOPP∂SOPP∂T---(1)]]>