专利名称：单模光纤可饱和吸收体的制作方法
技术领域：
本发明涉及小尺寸，高性能的单模光纤可饱和吸收体，用于超短脉冲的产生。
背景技术：
稳定的高重复率的短脉冲光源在光通信、信息光电子和非线性光学等研究领域都有重要 的应用价值。特别是光通信领域中，光码分多址(OCDMA)具有高速的光信号处理、安全可靠 等特点，因而将成为高速、大容量光纤通信的最佳可选方案之一，而稳定的高重复率的短脉 冲光源的研究则是OCDMA目前亟待解决的关键问题之一。目前，获得短脉冲的技术主要有 锁模光纤激光器、半导体锁模激光器、连续分布反馈(DFB)半导体激光器和增益开关DFB激 光器。其中后两种技术要直接获得较短脉冲比较困难，往往需要经过复杂的脉冲压縮；半 导体激光器虽有容易获得超短脉冲的优点，但存在设备复杂、性能不稳定等缺点。所以易产 生高重复率、高质量脉冲且与全光通信系统兼容性佳的锁模光纤激光器被认为是未来高速光
纤通信的首选理想信号源。
锁模有很多种方法，包括主动锁模和被动锁模。主动锁模需要外加电气设备或机械控制 设备，因此结构比较复杂，价格相对较高，体积也较大。与主动锁模相比，被动锁模具有结 构简单，重量轻，体积小，无需外加电源设备，价格低廉，易实现器件的小型化等优点。被 动锁模一般是在谐振腔中插入一可饱和吸收体。可饱和吸收体是一种吸收随光强增加而减小 的材料。经饱和吸收体后，弱信号遭受较大的损耗，而强的尖峰信号却衰减很小。由于强尖 峰光脉冲和弱光信号经受着相同的增益和相差悬殊的损耗，其结果是强光脉冲形成稳定振荡， 而弱光信号衰减殆尽。同时，强尖峰光脉冲多次经过饱和吸收体时，其前后沿又因经受较大 损耗而不断削弱，故形成超短脉冲。但如果在光纤谐振腔中插入染料片等可饱和器件时，整 个结构不再紧凑，调整仍很麻烦。
这里，我们提出一种单模光纤可饱和吸收体功能器件，利用亚波长直径纤芯的倏逝波和 光纤包层的可饱和吸收体作用，达到普通染料片或半导体饱和吸收体的作用。将这种单模光 纤可饱和吸收体合理放置或熔接于光纤谐振腔中，整个光纤器件结构紧凑，可靠性高，调节 方便。
发明内容
本发明的目的在于克服当今可饱和吸收体的不足，设计一种基于倏逝波的单模光纤可饱 和吸收体，要求其可饱和吸收单模光纤纤芯具有亚波长量级，包层具有可饱和吸收特性，通 过倏逝波和可饱和吸收包层的作用，实现锁模。
本发明的技术解决方案如下一种单模光纤可饱和吸收体，包括一段输入光纤、 一段可饱和吸收光纤和一段输出光纤， 其特征在于可饱和吸收光纤的纤芯是亚波长直径的，包层中掺杂具有饱和吸收特性的染料， 依靠亚波长直径纤芯的强倏逝波和染料的饱和吸收特性，支持输入激光的调制。
所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤的纤芯是亚波长直径，具有 强的倏逝波。
所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在可饱和吸收光纤的纤芯材料可以是聚合物、石 英或其他玻璃料。包层可以是具有可饱和吸收特性的染料溶液或掺杂染料的聚合物。掺杂染 料可以选取Exciton LDS 821、五甲川、蓝色素等。聚合物可以选取聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。
所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于有输入光纤和输出光纤。
下面结合附图和实施例对本发明的特点和性能做进一歩详细说明，并构成本说明书的一 部分。
图1为本发明第一实施例的单模光纤可饱和吸收体的图示。 图2为本发明第三实施例的单模光纤可饱和吸收体的图示。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 实施例1:
图1为发明的第一个实施例，这是由输入光纤(2)、可饱和吸收单模光纤(3)、输出光 纤(6)组成。可饱和吸收单模光纤(3)包括纤芯(4)和包层(5)。纤芯(4)的直径500 nm， 材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，包层(6)直径125 pm，材料是掺杂染料DOTCI (diethyloxatricarbocyanine iodide)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，掺杂浓度为1.6X10—4 mol/L。可饱和吸收单模光纤(3)两端对接或熔接输入光纤(2)和输出光纤(6)。泵浦源可 以采用波长650 nm的DCM染料激光。 实施例2:
实施例二与实施例一的不同点是纤芯(4)的直径600 nm，材料是聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，包层(6)直径125 nm，材料是掺杂染料IR5的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)， 掺杂浓度为2X 10"mol/L。泵浦源可以采用半导体泵浦的掺Nd(钕)光纤激光，波长1.064 pm。 实施例3:
图2为发明的第二个实施例，这是由输入光纤(2)、可饱和吸收单模光纤(3)、输出光纤(6)组成。输入光纤(2)通过锥形光纤(8)与可饱和吸收单模光纤(3)的纤芯(4)耦 合，调制信号由输出光纤(6)输出。可饱和吸收单模光纤(3)纤芯(4)直径是500 nm， 材料是石英玻璃，包层(5)是掺杂DOTCI (diethyloxatricarbocyanine iodide)的二甲基亚砜 (DMSO)和甲醇(methanol)的溶液，掺杂浓度为1.6X1(T4 mol/L。纤芯(4)置于毛细管 (7)中，包层(5)即纤芯(4)与毛细管(7)之间的部分，毛细管(7)两端进行封装。泵 浦源可以采用波长650 nm的DCM染料激光。 实施例4:
实施例四与实施例三的不同点是光纤包层(5)注入以染料DCM为溶质的溶液，溶剂 采用苯甲醇和乙二醇，溶液浓度为l(T2mol/L。 He-Ne激光作为泵浦光实验。 实施例5:
实施例五与实施例三的不同点是光纤包层(5)注入以奇通红(Kitonred，￡27H3GN2Q7&) 为溶质的溶液，溶剂采用乙二醇和甘油，溶液浓度为10—2mol/L。 He-Ne激光作为泵浦光实验。
权利要求
1.一种单模光纤可饱和吸收体，包括一段输入光纤(2)、一段可饱和吸收光纤(3)和一段输出光纤(6)，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的纤芯(4)是亚波长直径的，包层(5)中掺杂具有饱和吸收特性的染料，依靠亚波长直径纤芯的强倏逝波和染料的饱和吸收特性，支持输入激光的调制。
2. 根据权利要求1所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的 纤芯(4)是亚波长直径。
3. 根据权利要求1所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在可饱和吸收光纤(3)的纤 芯(4)材料可以是聚合物、石英或其他玻璃料。
4. 根据权利要求1所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的 包层(5)是具有可饱和吸收特性的染料或聚合物。
5. 根据权利要求4所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的 包层(5)中可以是具有可饱和吸收特性的染料溶液，染料可以是ExcitonLDS821、五甲川、 蓝色素等。
6. 根据权利要求4所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的 包层(5)可以是掺杂具有可饱和吸收特性染料的聚合物，染料可以是Exciton LDS 821、五 甲川、蓝色素等。
7. 根据权利要求6所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于可饱和吸收光纤(3)的 包层(5)中引入的聚合物可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。
8. 根据权利要求1所述的单模光纤可饱和吸收体，其特征在于有输入光纤(2)和输出 光纤(6)。
全文摘要
一种单模光纤可饱和吸收体，包括一段输入光纤、一段可饱和吸收单模光纤和一段输出光纤，其特征在于可饱和吸收单模光纤纤芯是亚波长直径的，包层中掺杂具有可饱和吸收特性的染料，依靠亚波长直径纤芯的强倏逝波和染料的可饱和吸收特性，支持输入激光的调制。这种可饱和吸收体具有阈值低、结构简单、可靠性高等特性。
文档编号G02B6/02GK101620293SQ20081003164
公开日2010年1月6日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者文双春, 瑛 李, 华 杨, 范滇元, 赵楚军 申请人:湖南大学