一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器的制造方法
【专利摘要】本发明设计了一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，属于光纤激光器【技术领域】，由可调谐激光器、第一偏振控制器、相位调制器、脉冲图形发生器、第二偏振控制器、掺铒光纤放大器、光隔离器、第一环形器、光纤光栅、高非线性色散位移光纤、可调谐带通滤波器、波分复用器、掺铒光纤泵浦激光源、掺铒光纤、第二环形器、单模光纤、第三偏振控制器组成。本发明将第一环形器、高非线性色散位移光纤、可调谐带通滤波器、波分复用器、掺铒光纤、第二环形器、第三偏振控制器、光纤光栅组成一个环形结构，与单模光纤共同构成一个振荡腔，实现随机激光输出。通过改变可调谐带通滤波器工作波长，可以实现输出随机激光的可调谐特性。该光纤光学参量振荡器具有结构紧凑、输出波长可调谐、调谐范围大等优点。
【专利说明】 一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光纤光学参量振荡器，尤其是涉及一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，属于光纤激光器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]光纤光学参量放大器由于具有增益高、增益带宽大、增益范围不受材料限制、响应时间快等特点而受到人们广泛关注。与之对应的光纤光学参量振荡器利用具有固定腔长的谐振腔实现发射频率的选择，获得激光输出。然而，基于我们的调研结果，目前国内外尚未有基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器的相关报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，该振荡器利用单模光纤的瑞利背向散射作为随机反馈，利用掺铒光纤对反馈信号进行光放大来解决瑞利散射较弱的问题。并用可调谐带通滤波器控制反馈光信号的波长，使其输出的随机激光具有较宽的调谐范围。该光纤光学参量振荡器具有结构紧凑、输出波长可调谐、调谐范围大等优点。
[0004]本发明所采用的技术方案为:
[0005]一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，包括可调谐激光器(I)、第一偏振控制器(2)、相位调制器(3)、脉冲图形发生器(4)、第二偏振控制器(5)、掺铒光纤放大器(6)、光隔离器(7)、第一环形器(8)、光纤光栅(9)、高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器(12)、掺铒光纤泵浦激光源(13)、掺铒光纤(14)、第二环形器(15)、单模光纤(16)、第三偏振控制器(17);所述的可调谐激光器(I)与第一偏振控制器(2)、相位调制器(3)、第二偏振控制器(5)、掺铒光纤放大器(6)、光隔离器(7)依次相连，脉冲图形发生器(4)接入相位调制器(3)，光隔离器(7)输出端与第一环形器一端口(100)相连，第一环形器二端口(101)与光纤光栅(9) 一端相连，第一环形器三端口(102)依次与高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器一端口(103)相连，波分复用器二端口(104)与掺铒光纤泵浦激光器(13)相连，波分复用器三端口(105)依次与掺铒光纤(14)、第二环形器一端口(106)相连，第二环形器二端口(107)与单模光纤
(16)相连，第二环形器三端口(108)依次与第三偏振控制器(17)、光纤光栅(9)另一端相连，单模光纤(16)另一端输出随机激光信号。
[0006]所述的第一环形器(8)、高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器(12)、掺铒光纤(14)、第二环形器(15)、第三偏振控制器(17)、光纤光栅(9)组成一个环形结构，与单模光纤(16)共同构成一个振荡腔。
[0007]所述的可调谐带通滤波器(11)具有控制反馈光波长信号的作用，实现具有较宽调谐范围的随机激光输出。
[0008]本发明的有益效果是:
[0009]1、利用单模光纤的瑞利背向散射作为随机反馈，搭建光纤光学参量振荡器，实现随机激光输出。
[0010]2、利用掺铒光纤对反馈光信号进行放大，有效解决瑞利散射较弱的问题。
[0011]3、利用可调谐带通滤波器控制反馈光波长信号，可以使输出随机激光拥有较宽的调谐范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器的结构示意图。
[0013]图1中:1为可调谐激光器；2为第一偏振控制器；3为相位调制器；4为脉冲图形发生器；5为第二偏振控制器；6为掺铒光纤放大器；7为光隔离器；8为第一环形器；9为光纤光栅；10为高非线性色散位移光纤；11为可调谐带通滤波器；12为波分复用器；13为掺铒光纤泵浦激光器；14为掺铒光纤，15为第二环形器；16为单模光纤；17为第三偏振控制器；100为第一环形器一端口 ； 101为第一环形器二端口 ；102为第一环形器三端口 ；103为波分复用器一端口 ；104为波分复用器二端口 ；105为波分复用器三端口 ；106为第二环形器一端口 ；107为第二环形器二端口 ；108为第二环形器三端口。
【具体实施方式】
[0014]图1中，一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，包括可调谐激光器1、第一偏振控制器2、相位调制器3、脉冲图形发生器4、第二偏振控制器5、掺铒光纤放大器6、光隔离器7、第一环形器8、光纤光栅9、高非线性色散位移光纤10、可调谐带通滤波器11、波分复用器12、掺铒光纤泵浦激光器13、掺铒光纤14、第二环形器15、单模光纤16、第三偏振控制器17 ;所述的可调谐激光器I与第一偏振控制器2、相位调制器3、第二偏振控制器5、掺铒光纤放大器6、光隔离器7依次相连，脉冲图形发生器4接入相位调制器3，光隔离器7输出端与第一环形器一端口 100相连，第一环形器二端口 101与光纤光栅9相连，第一环形器三端口 102与高非线性色散光纤10、可调谐带通滤波器11、波分复用器一端口 103依次相连，波分复用器二端口 104与掺铒光纤泵浦激光器13相连，波分复用器三端口 105与掺铒光纤14、第二环形器一端口 106依次相连，第二环形器二端口 107与单模光纤16相连，第二环形器三端口 108依次与第三偏振控制器17、光纤光栅9相连，单模光纤16另一端输出随机激光信号。
[0015]一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器的工作原理:
[0016]可调谐激光器I发出的激光依次经过第一偏振控制器2、相位调制器3、第二偏振控制器5、掺铒光纤放大器6、光隔离器7后，获得光谱展宽和功率放大，由第一环形器一端口 100进入环形结构后，在光纤光栅9的作用下反射特定波长的光，并由第一环形器三端口102输出，在通过高非线性色散位移光纤10时发生光学参量效应，实现波长转移。然后，在可调谐带通滤波器11作用下，输出特定波长的光信号，然后通过波分复用器12，被掺铒光纤14放大，再经由第二环形器15进入单模光纤16。利用单模光纤16的瑞利背向散射效应实现随机光反馈，反馈光经由第二环形器三端口 108进入环形结构，实现随机激光振荡。如果泵浦光功率足够强，单模光纤16的另一端可以输出随机激光信号。改变可调谐带通滤波器工作波长，可以实现输出随机激光的可调谐特性。
[0017]实施例
[0018]本发明的实施例如图1所示，其中可调谐激光器I波长为1559.36nm，脉冲图形发生器4的频率为12.5GHz，光纤光栅9的中心波长为1559.36nm，高非线性色散位移光纤10的零色散点为1559nm，其长度为1km，可调谐带通滤波器11的调谐范围为1520nm_1570nm，波分复用器12工作波长为980nm/1550nm，掺铒光纤泵浦激光器13输出波长为980nm，掺铒光纤14长度为lm，单模光纤15的长度为20km。
[0019]输出波长为1559.36nm的可调谐激光器I与第一偏振控制器2、相位调制器3、第二偏振控制器5、掺铒光纤放大器6、光隔离器7依次相连，频率为12.5GHz的脉冲图形发生器4接入相位调制器3，光隔离器7输出端与第一环形器一端口 100相连，第一环形器二端口 101与中心波长为1559.36nm的光纤光栅9相连，第一环形器三端口 102依次与零色散点为1559nm、长度为Ikm的高非线性色散光纤10、调谐范围为1520nm_1570nm的可调谐带通滤波器11、工作波长为980nm/1550nm的波分复用器一端口 103相连，波分复用器二端口104与输出波长为980nm的掺铒光纤泵浦激光器13相连，波分复用器三端口 105依次与长度为Im的掺铒光纤14、第二环形器一端口 106相连，第二环形器二端口 107与长度为20km的单模光纤16相连，第二环形器三端口 108依次与第三偏振控制器17、光纤光栅9相连，单模光纤16另一端输出随机激光信号。
[0020]1559.36nm的可调谐激光器I发出的激光依次经过第一偏振控制器2、相位调制器
3、第二偏振控制器5、掺铒光纤放大器6、光隔离器7后，获得光谱展宽和功率放大，由第一环形器一端口 100进入环形结构后，在光纤光栅9的作用下反射1559.36nm波长的光，并由第一环形器三端口 102输出，在通过高非线性色散位移光纤10时发生光学参量效应，实现波长转移。然后，在调谐范围为1520nm-1570nm的可调谐带通滤波器11作用下，输出特定波长的光信号，然后通过工作波长为980nm/1550nm的波分复用器12，被长度为Im的掺铒光纤14放大，再经由第二环形器15进入20km的单模光纤16。利用单模光纤16的瑞利背向散射效应实现随机光反馈，反馈光经由第二环形器三端口 108进入环形结构，实现随机激光振荡。如果泵浦光功率足够强，单模光纤16的另一端可以输出随机激光信号。改变可调谐带通滤波器工作波长，可以实现输出随机激光的可调谐特性。
【权利要求】
1.一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，包括可调谐激光器(1)、第一偏振控制器(2)、相位调制器(3)、脉冲图形发生器(4)、第二偏振控制器(5)、掺铒光纤放大器(6)、光隔离器(7)、第一环形器(8)、光纤光栅(9)、高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器(12)、掺铒光纤泵浦激光源(13)、掺铒光纤(14)、第二环形器(15)、单模光纤(16)、第三偏振控制器(17);其特征在于:所述的可调谐激光器(I)与第一偏振控制器(2)、相位调制器(3)、第二偏振控制器(5)、掺铒光纤放大器(6)、光隔离器(7)依次相连，脉冲图形发生器(4)接入相位调制器(3)，光隔离器(7)输出端与第一环形器一端口(100)相连，第一环形器二端口(101)与光纤光栅(9) 一端相连，第一环形器三端口(102)依次与高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器一端口(103)相连，波分复用器二端口(104)与掺铒光纤泵浦激光器(13)相连，波分复用器三端口(105)依次与掺铒光纤(14)、第二环形器一端口(106)相连，第二环形器二端口(107)与单模光纤(16)相连，第二环形器三端口(108)依次与第三偏振控制器(17)、光纤光栅(9)另一端相连，单模光纤(16)另一端输出随机激光信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，其特征在于，所述的第一环形器(8)、高非线性色散位移光纤(10)、可调谐带通滤波器(11)、波分复用器(12)、掺铒光纤(14)、第二环形器(15)、第三偏振控制器(17)、光纤光栅(9)组成一个环形结构，与单模光纤(16)共同构成一个振荡腔。
3.根据权利要求1所述的一种基于瑞利背向散射的可调谐光纤光学参量振荡器，其特征在于，所述的可调谐带通滤波器(11)具有控制反馈光波长信号的作用，实现具有较宽调谐范围的随机激光输出。
【文档编号】H01S3/10GK104518416SQ201510023397
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2015年1月16日 优先权日:2015年1月16日
【发明者】黄昌清, 徐钢枫, 杜泽轩, 韩佳晖, 刘梦诗 申请人:中国计量学院