一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，由可調(diào)諧激光器、第一偏振控制器、相位調(diào)制器、脈沖圖形發(fā)生器、第二偏振控制器、摻鉺光纖放大器、光隔離器、第一環(huán)形器、光纖光柵、高非線性色散位移光纖、可調(diào)諧帶通濾波器、波分復(fù)用器、摻鉺光纖泵浦激光源、摻鉺光纖、第二環(huán)形器、單模光纖、第三偏振控制器組成。本發(fā)明將第一環(huán)形器、高非線性色散位移光纖、可調(diào)諧帶通濾波器、波分復(fù)用器、摻鉺光纖、第二環(huán)形器、第三偏振控制器、光纖光柵組成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，與單模光纖共同構(gòu)成一個(gè)振蕩腔，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)激光輸出。通過(guò)改變可調(diào)諧帶通濾波器工作波長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)輸出隨機(jī)激光的可調(diào)諧特性。該光纖光學(xué)參量振蕩器具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧、調(diào)諧范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】 一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖光學(xué)參量振蕩器，尤其是涉及一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖光學(xué)參量放大器由于具有增益高、增益帶寬大、增益范圍不受材料限制、響應(yīng)時(shí)間快等特點(diǎn)而受到人們廣泛關(guān)注。與之對(duì)應(yīng)的光纖光學(xué)參量振蕩器利用具有固定腔長(zhǎng)的諧振腔實(shí)現(xiàn)發(fā)射頻率的選擇，獲得激光輸出。然而，基于我們的調(diào)研結(jié)果，目前國(guó)內(nèi)外尚未有基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器的相關(guān)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，該振蕩器利用單模光纖的瑞利背向散射作為隨機(jī)反饋，利用摻鉺光纖對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行光放大來(lái)解決瑞利散射較弱的問(wèn)題。并用可調(diào)諧帶通濾波器控制反饋光信號(hào)的波長(zhǎng)，使其輸出的隨機(jī)激光具有較寬的調(diào)諧范圍。該光纖光學(xué)參量振蕩器具有結(jié)構(gòu)緊湊、輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧、調(diào)諧范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，包括可調(diào)諧激光器(I)、第一偏振控制器(2)、相位調(diào)制器(3)、脈沖圖形發(fā)生器(4)、第二偏振控制器(5)、摻鉺光纖放大器(6)、光隔離器(7)、第一環(huán)形器(8)、光纖光柵(9)、高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器(12)、摻鉺光纖泵浦激光源(13)、摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器(15)、單模光纖(16)、第三偏振控制器(17);所述的可調(diào)諧激光器(I)與第一偏振控制器(2)、相位調(diào)制器(3)、第二偏振控制器(5)、摻鉺光纖放大器(6)、光隔離器(7)依次相連，脈沖圖形發(fā)生器(4)接入相位調(diào)制器(3)，光隔離器(7)輸出端與第一環(huán)形器一端口(100)相連，第一環(huán)形器二端口(101)與光纖光柵(9) 一端相連，第一環(huán)形器三端口(102)依次與高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器一端口(103)相連，波分復(fù)用器二端口(104)與摻鉺光纖泵浦激光器(13)相連，波分復(fù)用器三端口(105)依次與摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器一端口(106)相連，第二環(huán)形器二端口(107)與單模光纖
(16)相連，第二環(huán)形器三端口(108)依次與第三偏振控制器(17)、光纖光柵(9)另一端相連，單模光纖(16)另一端輸出隨機(jī)激光信號(hào)。
[0006]所述的第一環(huán)形器(8)、高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器(12)、摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器(15)、第三偏振控制器(17)、光纖光柵(9)組成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，與單模光纖(16)共同構(gòu)成一個(gè)振蕩腔。
[0007]所述的可調(diào)諧帶通濾波器(11)具有控制反饋光波長(zhǎng)信號(hào)的作用，實(shí)現(xiàn)具有較寬調(diào)諧范圍的隨機(jī)激光輸出。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、利用單模光纖的瑞利背向散射作為隨機(jī)反饋，搭建光纖光學(xué)參量振蕩器，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)激光輸出。
[0010]2、利用摻鉺光纖對(duì)反饋光信號(hào)進(jìn)行放大，有效解決瑞利散射較弱的問(wèn)題。
[0011]3、利用可調(diào)諧帶通濾波器控制反饋光波長(zhǎng)信號(hào)，可以使輸出隨機(jī)激光擁有較寬的調(diào)諧范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1中:1為可調(diào)諧激光器；2為第一偏振控制器；3為相位調(diào)制器；4為脈沖圖形發(fā)生器；5為第二偏振控制器；6為摻鉺光纖放大器；7為光隔離器；8為第一環(huán)形器；9為光纖光柵；10為高非線性色散位移光纖；11為可調(diào)諧帶通濾波器；12為波分復(fù)用器；13為摻鉺光纖泵浦激光器；14為摻鉺光纖，15為第二環(huán)形器；16為單模光纖；17為第三偏振控制器；100為第一環(huán)形器一端口 ； 101為第一環(huán)形器二端口 ；102為第一環(huán)形器三端口 ；103為波分復(fù)用器一端口 ；104為波分復(fù)用器二端口 ；105為波分復(fù)用器三端口 ；106為第二環(huán)形器一端口 ；107為第二環(huán)形器二端口 ；108為第二環(huán)形器三端口。

【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1中，一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，包括可調(diào)諧激光器1、第一偏振控制器2、相位調(diào)制器3、脈沖圖形發(fā)生器4、第二偏振控制器5、摻鉺光纖放大器6、光隔離器7、第一環(huán)形器8、光纖光柵9、高非線性色散位移光纖10、可調(diào)諧帶通濾波器11、波分復(fù)用器12、摻鉺光纖泵浦激光器13、摻鉺光纖14、第二環(huán)形器15、單模光纖16、第三偏振控制器17 ;所述的可調(diào)諧激光器I與第一偏振控制器2、相位調(diào)制器3、第二偏振控制器5、摻鉺光纖放大器6、光隔離器7依次相連，脈沖圖形發(fā)生器4接入相位調(diào)制器3，光隔離器7輸出端與第一環(huán)形器一端口 100相連，第一環(huán)形器二端口 101與光纖光柵9相連，第一環(huán)形器三端口 102與高非線性色散光纖10、可調(diào)諧帶通濾波器11、波分復(fù)用器一端口 103依次相連，波分復(fù)用器二端口 104與摻鉺光纖泵浦激光器13相連，波分復(fù)用器三端口 105與摻鉺光纖14、第二環(huán)形器一端口 106依次相連，第二環(huán)形器二端口 107與單模光纖16相連，第二環(huán)形器三端口 108依次與第三偏振控制器17、光纖光柵9相連，單模光纖16另一端輸出隨機(jī)激光信號(hào)。
[0015]一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器的工作原理:
[0016]可調(diào)諧激光器I發(fā)出的激光依次經(jīng)過(guò)第一偏振控制器2、相位調(diào)制器3、第二偏振控制器5、摻鉺光纖放大器6、光隔離器7后，獲得光譜展寬和功率放大，由第一環(huán)形器一端口 100進(jìn)入環(huán)形結(jié)構(gòu)后，在光纖光柵9的作用下反射特定波長(zhǎng)的光，并由第一環(huán)形器三端口102輸出，在通過(guò)高非線性色散位移光纖10時(shí)發(fā)生光學(xué)參量效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移。然后，在可調(diào)諧帶通濾波器11作用下，輸出特定波長(zhǎng)的光信號(hào)，然后通過(guò)波分復(fù)用器12，被摻鉺光纖14放大，再經(jīng)由第二環(huán)形器15進(jìn)入單模光纖16。利用單模光纖16的瑞利背向散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)光反饋，反饋光經(jīng)由第二環(huán)形器三端口 108進(jìn)入環(huán)形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)激光振蕩。如果泵浦光功率足夠強(qiáng)，單模光纖16的另一端可以輸出隨機(jī)激光信號(hào)。改變可調(diào)諧帶通濾波器工作波長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)輸出隨機(jī)激光的可調(diào)諧特性。
[0017]實(shí)施例
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例如圖1所示，其中可調(diào)諧激光器I波長(zhǎng)為1559.36nm，脈沖圖形發(fā)生器4的頻率為12.5GHz，光纖光柵9的中心波長(zhǎng)為1559.36nm，高非線性色散位移光纖10的零色散點(diǎn)為1559nm，其長(zhǎng)度為1km，可調(diào)諧帶通濾波器11的調(diào)諧范圍為1520nm_1570nm，波分復(fù)用器12工作波長(zhǎng)為980nm/1550nm，摻鉺光纖泵浦激光器13輸出波長(zhǎng)為980nm，摻鉺光纖14長(zhǎng)度為lm，單模光纖15的長(zhǎng)度為20km。
[0019]輸出波長(zhǎng)為1559.36nm的可調(diào)諧激光器I與第一偏振控制器2、相位調(diào)制器3、第二偏振控制器5、摻鉺光纖放大器6、光隔離器7依次相連，頻率為12.5GHz的脈沖圖形發(fā)生器4接入相位調(diào)制器3，光隔離器7輸出端與第一環(huán)形器一端口 100相連，第一環(huán)形器二端口 101與中心波長(zhǎng)為1559.36nm的光纖光柵9相連，第一環(huán)形器三端口 102依次與零色散點(diǎn)為1559nm、長(zhǎng)度為Ikm的高非線性色散光纖10、調(diào)諧范圍為1520nm_1570nm的可調(diào)諧帶通濾波器11、工作波長(zhǎng)為980nm/1550nm的波分復(fù)用器一端口 103相連，波分復(fù)用器二端口104與輸出波長(zhǎng)為980nm的摻鉺光纖泵浦激光器13相連，波分復(fù)用器三端口 105依次與長(zhǎng)度為Im的摻鉺光纖14、第二環(huán)形器一端口 106相連，第二環(huán)形器二端口 107與長(zhǎng)度為20km的單模光纖16相連，第二環(huán)形器三端口 108依次與第三偏振控制器17、光纖光柵9相連，單模光纖16另一端輸出隨機(jī)激光信號(hào)。
[0020]1559.36nm的可調(diào)諧激光器I發(fā)出的激光依次經(jīng)過(guò)第一偏振控制器2、相位調(diào)制器
3、第二偏振控制器5、摻鉺光纖放大器6、光隔離器7后，獲得光譜展寬和功率放大，由第一環(huán)形器一端口 100進(jìn)入環(huán)形結(jié)構(gòu)后，在光纖光柵9的作用下反射1559.36nm波長(zhǎng)的光，并由第一環(huán)形器三端口 102輸出，在通過(guò)高非線性色散位移光纖10時(shí)發(fā)生光學(xué)參量效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)移。然后，在調(diào)諧范圍為1520nm-1570nm的可調(diào)諧帶通濾波器11作用下，輸出特定波長(zhǎng)的光信號(hào)，然后通過(guò)工作波長(zhǎng)為980nm/1550nm的波分復(fù)用器12，被長(zhǎng)度為Im的摻鉺光纖14放大，再經(jīng)由第二環(huán)形器15進(jìn)入20km的單模光纖16。利用單模光纖16的瑞利背向散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)光反饋，反饋光經(jīng)由第二環(huán)形器三端口 108進(jìn)入環(huán)形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)激光振蕩。如果泵浦光功率足夠強(qiáng)，單模光纖16的另一端可以輸出隨機(jī)激光信號(hào)。改變可調(diào)諧帶通濾波器工作波長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)輸出隨機(jī)激光的可調(diào)諧特性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，包括可調(diào)諧激光器(1)、第一偏振控制器(2)、相位調(diào)制器(3)、脈沖圖形發(fā)生器(4)、第二偏振控制器(5)、摻鉺光纖放大器(6)、光隔離器(7)、第一環(huán)形器(8)、光纖光柵(9)、高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器(12)、摻鉺光纖泵浦激光源(13)、摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器(15)、單模光纖(16)、第三偏振控制器(17);其特征在于:所述的可調(diào)諧激光器(I)與第一偏振控制器(2)、相位調(diào)制器(3)、第二偏振控制器(5)、摻鉺光纖放大器(6)、光隔離器(7)依次相連，脈沖圖形發(fā)生器(4)接入相位調(diào)制器(3)，光隔離器(7)輸出端與第一環(huán)形器一端口(100)相連，第一環(huán)形器二端口(101)與光纖光柵(9) 一端相連，第一環(huán)形器三端口(102)依次與高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器一端口(103)相連，波分復(fù)用器二端口(104)與摻鉺光纖泵浦激光器(13)相連，波分復(fù)用器三端口(105)依次與摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器一端口(106)相連，第二環(huán)形器二端口(107)與單模光纖(16)相連，第二環(huán)形器三端口(108)依次與第三偏振控制器(17)、光纖光柵(9)另一端相連，單模光纖(16)另一端輸出隨機(jī)激光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述的第一環(huán)形器(8)、高非線性色散位移光纖(10)、可調(diào)諧帶通濾波器(11)、波分復(fù)用器(12)、摻鉺光纖(14)、第二環(huán)形器(15)、第三偏振控制器(17)、光纖光柵(9)組成一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)，與單模光纖(16)共同構(gòu)成一個(gè)振蕩腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于瑞利背向散射的可調(diào)諧光纖光學(xué)參量振蕩器，其特征在于，所述的可調(diào)諧帶通濾波器(11)具有控制反饋光波長(zhǎng)信號(hào)的作用，實(shí)現(xiàn)具有較寬調(diào)諧范圍的隨機(jī)激光輸出。
【文檔編號(hào)】H01S3/10GK104518416SQ201510023397
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2015年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月16日
【發(fā)明者】黃昌清, 徐鋼楓, 杜澤軒, 韓佳暉, 劉夢(mèng)詩(shī) 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院