[发明专利]一种具有多种调谐功能的多波长掺铒光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器领域，涉及一种能对波长间隔、激光谱线波长、激光谱线光谱范围以及激光谱线数目进行调谐的多波长掺铒光纤激光器。

背景技术

由于波分复用技术在大量提高光传输效率的同时，又能降低通信技术的成本，所以该项技术被广泛运用在光通信领域中。而随着波分复用技术的进一步发展，为了提高波分复用的能力，传统的多波长光纤激光器已经无法满足人们的需求。因此，寻找一种结构简单、造价低廉、效率较高的可调谐的多波长光纤激光器势必成为人们关注的焦点。同时光纤传感技术的进步与发展，也不断地对可调谐的多波长光纤激光器提出了迫切的需求。

近年来，人们提出的可调谐多波长光纤激光器功能往往可控性差或者功能过于单一。如：2009年，中国专利号CN101546886A公开的一种8字形多波长光纤激光器，其采用由一段双折射光纤构成的李奥滤波器实现多波长梳状滤波。根据公式：Δλ＝λ²/(ΔnL)，若要切换波长间隔就得改变双折射光纤的长度L(其中，Δλ为波长间隔，λ为波长，Δn为光纤的双折射强度)，相当于重新构建了一次激光器谐振腔，使得装置操作不便、可控性差。2009年，中国专利号CN101483308A公开了一种利用高双折射光纤滤波器实现对波长间隔及波长移动的可调谐功能。但是，一方面要想改变波长间隔就必须更换不同长度的双折射光纤，使得装置操作不便、可控性差；另一方面波长的移动仅限于在自由光谱区内移动，使得调节范围受到极大的限制。2009年，中国专利号CN101557071A公开的多波长和锁模可转换的掺铒光纤激光器及其实现方法中采用环形腔结构，非专利文献(田佳峻，多波长掺铒光纤激光器及宽带光源的理论和实验研究，哈尔滨工业大学博士学位论文，2010年)中采用线形腔结构。两者均采用非线性光纤环镜抑制模式竞争实现多波长输出，也可以实现波长数目的调控。但两者均使用F-P滤波器作为梳状滤波器，且该器件属于非全光纤的器件，集成度较差，成本较高，更重要的是其不具备波长间隔的调谐功能。2011年，中国专利号CN102208736A公开了一种基于压电陶瓷的布拉格光栅的多波长可调谐光纤激光器，实现了对波长数目的可控调节。2013年，中国专利号CN103337773A公开了一种双倍布里渊频移间隔的多波长光纤激光器，解决了波长间隔不利于做波分复用光源的问题。除此之外，基于M-Z干涉仪、非线性光纤环镜、调节泵浦功率等一系列装置改进的可调谐多波长光纤激光器也成为人们乐于研究的焦点。尽管这些激光器具有较稳定的激光输出，但是过于单一的调谐功能，依然满足不了业内的需求。实际应用中更需要的是一种具备多种调谐功能的多波长光纤激光器。2012年，中国专利号CN202260108U公开了一种级联双折射光纤Sagnac环的可调谐功能的多波长光纤激光器，实现了波长范围、波长间隔、波长线宽均可调谐的功能，但是改变波长间隔需要更换双折射光纤的问题依然没有得到解决。同时该发明还存在波长不能均匀分布且数目不可控的问题，故该发明虽提出了多种调谐功能，但其性能可靠性及稳定性无法得到保障。

由此可知目前获得可调谐多波长激光器的相关技术已经很多，但是在如何获取“性能稳定”、“功能全面”的可调谐的多波长光纤激光器的问题上，还没有获得理想的解决方案。如果能将具有不同调谐功能的机制有效地结合起来，实现对多波长光纤激光器多方位调谐的功能，这对光通信技术的发展将能起到关键性的作用。

发明内容

本发明针对现有的多波长光纤激光器高成本、可控性差、功能单一、不便调谐等问题，将梳状滤波器引入的可调谐梳状滤波机制与非线性光纤环镜引入的强度相关损耗机制有效地结合起来，提供了一种对波长间隔、激光谱线数目、激光谱线光谱范围以及激光谱线波长具有良好调谐功能的多波长掺铒光纤激光器。

为了解决现有的技术中问题，本发明采用以下技术方案：