一种基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤通信、仪器仪表领域，具体地讲是一种基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器。
【背景技术】
[0002]波分复用技术是目前光纤通信网普遍采用的技术，为了进一步提高通信容量，波分复用通信系统正朝着信道数越来越多的方向发展。信道数增加必将带来波分复用系统中光源的增加，为了降低系统运行成本与复杂性、提高系统整体可靠性与一致性，具有结构简单、波长选择相对容易、与光纤系统相兼容等优点的连续波多波长光纤激光器引起了越来越多研究者的关注。
[0003]近年来，人们已经提出了很多的研究方案实现多波长激光器的稳定输出。方案一是根据不同掺杂光纤的不同增益来实现多波长激光器的输出，该方案中的系统搭建繁琐且多激射波长的控制不易。方案二是使用多个激光谐振腔，但是该方案的激光器系统结构太过复杂，且制作成本太高。方案三是在谐振腔中插入各种梳状滤波器，利用液氮冷却掺铒光纤的方式来获得多波长激光输出，但是由于液氮的温度难以长期保持，该方案不实用。方案四是使用移频器或可调谐光衰减器实现多波长激光器的输出，但是该方案需要对参数的精细调控且波长数目不多。方案五是使用特殊结构的掺铒光纤，但是利用该方案实现的波长数目以及波长间隔都不易控制，且特殊结构的掺铒光纤制作工艺比较复杂。方案六是利用高非线性光纤的四波混频、非均匀损耗机制、非线性光纤环镜、非线性偏振旋转等机理得到稳定的多波长激光输出，虽然该方案能在一定条件下实现部分波长的开关或是调谐，但是谐振腔较长且腔内需要较高的功率。方案七是引入偏振依赖器件实现多波长激光器的稳定输出，该方案获得的多波长激光器能够实现的波长数目较少且激射波长不易控制。方案八利用光纤中的布里渊散射效应获得多波长激光输出，但是布里渊效应需要可调谐半导体分布式反馈激光器栗浦才能产生，导致整个激光器系统的成本较高。方案九是利用光纤拉曼放大器、半导体光放大器或者掺铒光纤放大器与半导体光放大器混合增益，获得的多波长激光器功率均衡且输出稳定，但是成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明是提供激光器系统稳定、波长调谐范围宽、波长数目可控的一种基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器。方案采用压电陶瓷作用保偏啁啾光纤光栅，形成基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器，该滤波器在引入相移后，保偏啁啾光纤光栅的两个偏振透射带中均会出现与之对应的极窄的狭缝。通过改变引入η相移的位置可以改变狭缝在带宽范围内出现的位置，从而改变该多波长激光器的激射波长。改变引入η相移的个数m，可以改变该滤波器的滤波数目，从而改变该多波长激光器的激射波长的数目，本方案可以实现的调节相移个数m的范围是I 4。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]该激光器包括栗浦光源、波分复用器、长度为2米的掺杂光纤、偏振控制器、保偏啁啾光纤光栅、压电陶瓷、电信号发生器、光环形器、保偏均勾光纤光栅、光纤90:10親合器。具体链接方式为:
[0007]栗浦光源与波分复用器左边的第一个端口相连，波分复用器右边的端口与长度为2米的掺杂光纤的一端相连，长度为2米的掺杂光纤的另一端与偏振控制器的其中一端相连，偏振控制器的另一端与保偏啁啾光纤光栅相连。
[0008]压电陶瓷的其中一个侧面粘在保偏啁啾光纤光栅上，且压电陶瓷片的两个正、负电极分别与电信号发生器的正、负电极相连，形成了一种基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器。
[0009]保偏啁啾光纤光栅的另一端与光环形器右边的一号端口相连，光环形器的二号端口与保偏均勾光纤光栅相连，且保偏均勾光纤光栅的另一端悬空，光环形器左边的三号端口与光纤90:10耦合器下面的端口相连，光纤90:10耦合器的上面的90 %的输出端口与波分复用器左边的第二个端口相连，形成一个光环路，光纤90:10耦合器的上面的10%的输出端口作为该多波长可调谐激光器的输出端。
[0010]基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器，其频谱在未引入相移时的具有两个相互对称的偏振透射带分别对应保偏啁啾光纤光栅的两个偏振态。在引入相移后，保偏啁啾光纤光栅的两个偏振透射带中均会出现与之对应的极窄的狭缝。通过改变引入相移的位置可以改变狭缝在带宽范围内出现的位置，从而改变该多波长激光器的激射波长。改变引入η相移的个数m，可以改变该滤波器的滤波数目，从而改变该多波长激光器的激射波长的数目。
[0011]所述长度为2米的掺杂光纤的纤芯中均掺杂稀土离子，包括镱离子、铒离子、或铥离子。
[0012]改变在保偏啁啾光纤光栅上引入JT相移的位置，可以实现该基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器的激射波长的大范围调谐。
[0013]改变在保偏啁啾光纤光栅上引入JT相移的个数m，I<4，可以实现该基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器的激射波长数目的调谐。
[0014]本发明的具体工作原理如下:
[0015]栗浦光源发出的光经过波分复用器进入长度为2米的掺杂光纤后，获得增益，再经过偏振控制器，进入由保偏啁啾光纤光栅、压电陶瓷和电信号发生器组成的基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器。该保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器在未引入相移时的频谱和普通保偏啁啾光纤光栅的频谱一致，光信号不能从该滤波器通过，但是，当保偏啁啾光纤光栅的中间位置引入η相移时，保偏啁啾光纤光栅的两个偏振透射带中均会出现与之对应的极窄的狭缝。通过改变引入相移的位置可以改变狭缝在带宽范围内出现的位置，从而改变该多波长激光器的激射波长。改变引入η相移的个数m，可以改变该滤波器的滤波数目，从而改变该多波长激光器的激射波长的数目。
[0016]本发明所具有的有益效果如下:
[0017]本发明提出了一种基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器。该激光器利用掺杂光纤作为增益介质，利用偏振控制器控制激光器环腔结构中的偏振和损耗，利用由压电陶瓷、保偏啁啾光纤光栅及电信号发生器组成的基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器进行波长选择。当电信号发生器产生信号且作用于保偏啁啾光纤光栅时，保偏啁啾光纤光栅产生相移，形成一个窄带滤波器。光信号通过该基于压电陶瓷的保偏啁啾相移光纤光栅型滤波器，在经过保偏均勾光纤光栅的反射，在親合器输出端口得到激光输出。基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器具有结构简单、系统稳定、功率稳定、波长调谐范围宽以及波长数目可控等优点，适用于光纤通信系统中。相较于其他的多波长激光器，该基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器不仅更加容易控制的其激射波长数目，同时具有更宽的波长调谐范围。
【附图说明】
[0018]图1一种基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器的结构示意图。
[0019]图2保偏啁啾光纤光栅在未引入π相移时的频谱示意图。
[0020]图3在保偏啁啾光纤光栅的起始位置引入π相移时的多波长激光器输出。
[0021]图4在保偏啁啾光纤光栅的中间位置引入π相移时的多波长激光器输出。
[0022]图5在保偏啁啾光纤光栅的末端位置引入π相移时的多波长激光器输出
[0023]图6在保偏啁啾光纤光栅上引入m= 2个π相移时的多波长激光器输出。
[0024]图7在保偏啁啾光纤光栅上引入m= 4个π相移时的多波长激光器输出。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图1至7对基于保偏啁啾相移光纤光栅的多波长可调谐激光器作进一步描述。
[0026]实施例一
[0027]该激光器包括栗浦光源101、波分复用器102、长度为2米的掺杂光纤103、偏振控制器104、保偏啁啾光纤光栅105、压电陶瓷106、电信号发生器107、光环形器108、保偏均勾光纤光栅109、光纤90:10耦合器110。具体链接方式为:
[0028]栗浦光源101与波分复用器102左边的第一个端口 102