本发明属于光通信的技术领域，具体涉及一种用于多波长光纤激光器的稳频装置。
背景技术
为提高通信容量,现代光纤wdm通信系统正朝着信道数越来越多的方向发展，而目前最直接提供多路信号的方法就是采用多个单波长激光器，而单纯地增加光源数量,势必会增加成本,因此性能稳定的多波长激光器的发展及应用更为人们所看重。多波长激光器可以同时为多个信道提供所需光源,使光发射端的设计更为紧凑、经济,因而在dwdm系统中有很重要的用途。同时,性能优良的多波长光源在激光测距、光谱分析和分布光纤传感等领域中也有极大的应用价值。多波长布里渊光纤激光器，利用普通单模光纤或色散位移光纤中的布里渊散射(sbs),可在掺铒光纤激光器中得到稳定的多波长输出。此类方法中,sbs提供窄带宽的增益,使布里渊散射波与泵浦波之间存在由光纤中声速决定的精确的频移量,在1550nm波段,其频移量为10ghz，利用最早截止时间优先算法提供线性增益来补偿谐振腔的损耗,对布里渊信号进行放大,以提高多波长信号的输出功率，此类多波长光纤激光器在室温下能稳定工作。
多波长布里渊光纤激光器在dwdm光纤通信系统、微波信号的产生、光学仪器测试、光纤传感和光谱测量等多领域都有重大应用前景。受激布里渊散射作为一种被广泛研究的非线性光学现象，是由光纤中光子和声子相互作用产生的。级联的布里渊散射光通常用来产生多波长震荡，既上一阶斯托克斯光经过edfa后作为下一阶斯托克斯光的泵浦。通常它的增益只包括smfsbs增益和edfa的增益,所以增益谱较窄,只能产生少量的多波长。
因此，现有的多波长布里渊激光器带宽窄，仍然存在需要改进的地方。
技术实现要素：
本发明针对多波长布里渊掺铒光纤激光器(mwbefl)存在的问题：如较窄的多波长带宽，高阶的斯托克斯光与反斯托克斯光功率较低，光信噪比低等缺点，提供了一种将高非线性光纤用于增强多波长布里渊光纤激光器输出的技术方案。高非线性光纤由于其有益的内部参数，通过四波混频支持更强的多波长覆盖。mwbefl中,增益谱中央处的多波长光在经过edfa放大后进入高非线性光纤时的功率很容易达到fwm的阈值,由于它们之间发生的fwm效应,为mwbefl提供部分增益，虽然总增益值不变,但fwm增益增加了激光器增益谱的有效宽度,使得高阶斯托克斯光和反斯托克斯光都得到增强,从而增加多波长的数目。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于多波长光纤激光器的稳频装置，包括：可调光源、第一光耦合器、第一光环行器、波分复用器、第二光环行器、高非线性光纤、泵浦光源，所述可调光源、第一光耦合器、第一光环行器、波分复用器、第二光环行器、高非线性光纤依次连接，所述泵浦光源与所述波分复用器连接。
作为一种优选的技术方案，所述可调光源采用窄线宽可调谐激光器。
作为一种优选的技术方案，还包括单模光纤和第三光耦合器，所述单模光纤两端分别与所述第三光耦合器的两端连接，所述第三光耦合器设于所述第一光环行器、波分复用器之间。
作为一种优选的技术方案，所述第三光耦合器为四端口3db耦合器；和/或，所述单模光纤长度为25km。
作为一种优选的技术方案，还包括掺铒光纤，所述掺铒光纤设于波分复用器、第二光环行器之间。
作为一种优选的技术方案，所述掺铒光纤的增益范围为1530nm至1570nm。
作为一种优选的技术方案，还包括第二光耦合器，所述第二光耦合器第一端口、第三端口分别与第一光耦合器、第一环行器连接。
作为一种优选的技术方案，所述第二光耦合器的第一端口为90％端口，所述第二光耦合器的第二端口为10％端口；和/或，所述第一光耦合器采用3db耦合器；和/或，所述第二光耦合器采用10db耦合器。
作为一种优选的技术方案，所述高非线性光纤的非线性系数大于等于21w-1km-1。
作为一种优选的技术方案，所述多阶反斯托克斯光的波长间隔为0.08nm。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
1、有利于与光纤系统集成、有效均衡了多波长激光器输出功率，提高多波长激光器输出带宽；
2、采用一个四端口耦合器连接单模光纤构成布里渊腔产生多阶激光信号，环行器连接的高非线性光纤来提升多波长输出带宽和功率；
3、利用高非线性光纤作为增益介质，相比现有的mwbefl，其激光输出带宽更宽；同时结合掺铒光纤和单模光纤共同作为增益介质有效保证了带宽；
4、基于布里渊散射掺铒光纤多波长激光器在光子微波领域的潜力更大，可适用的范围更广泛，满足更多的使用需求。
附图说明
图1是高非线性光纤用于多波长布里渊光纤激光器中的结构装置示意图。
图2是未加入高非线性光纤时多波长光纤激光器的输出光谱图。
图3是加入高非线性光纤时多波长激光器的输出光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明，使得本技术方案更加清楚、明白。
如果无特殊说明，本发明的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。
本发明的技术方案中，采用一个四端口耦合器连接单模光纤构成布里渊腔产生多阶激光信号，环行器连接的高非线性光纤来提升多波长输出带宽和功率。本发明利用掺铒光纤和单模光纤和高非线性光纤共同作为增益介质。
如图1所示，本实施例公开了一种用于多波长光纤激光器的稳频装置，包括了可调光源(1)、第一光耦合器(2)、第二光耦合器(3)、第一光环行器(4)、第三光耦合器(5)、单模光纤(6)、波峰复用器(7)、掺铒光纤(8)、第二光环行器(9)、高非线性光纤(10)及泵浦光源(11)，其中，可调光源(1)与第一光耦合器(1)的第一端口(a)通过光纤连接，第一光耦合器(1)的公共端口(c)与第一环行器(4)的第一端口(g)通过光纤连接，第一光耦合器(1)的第二端口(b)与第二光耦合器(3)第一端口(d)通过光纤连接，第二光耦合器(3)公共端口(f)与第一环行器(4)的第三端口(i)通过光纤连接；第一环行器(4)的第二端口(h)与第三光耦合器(5)的第一端口(o)通过光纤连接；第三光耦合器(5)的第二端口(p)与波分复用器(7)的第一端口(s)连接，第三光耦合器(5)的第三端口(q)接单模光纤(6)一端，第三光耦合器(5)的第四端口(r)接单模光纤(6)另一端，波分复用器(7)的第二端口(u)与泵浦光源(11)连接；波分复用器(7)的公共端口(t)与掺铒光纤(8)一端相连，掺铒光纤(8)另一端与第二光环行器(9)的第二端口(w)相连；第二光环行器(9)的第一端口(x)与高非线性光纤(10)一端相连，第二光环行器(9)的第三端口(y)与高非线性光纤(10)另一端相连。
本实施例中，第一光耦合器(3)的第一端口(d)为90％端口，第二端口(e)为10％端口。
本实施例中，掺铒光纤(8)的增益范围为1530nm至1570nm。高非线性光纤非线性系数大于等于21w-1km-1。第一光耦合器(2)为3db耦合器，第三光耦合器(6)为四端口3db耦合器。第二光耦合器(3)的第一端口为90％端口，第二端口为10％端口。单模光纤(6)长度为25km。
本发明公开的利用高非线性光纤用于多波长布里渊掺铒光纤激光器中的稳频技术方案，可扩宽多波长光纤激光器的输出带宽。本发明由可调激光光源、输入输出环行腔、布里渊腔、光放大器、高非线性腔构成。输入输出腔由3db输入耦合器、第一环行器和10db输出耦合器连接而成，布里渊腔由3db四端口耦合器和单模光纤连接而成，波分复用器、泵浦光源和一段掺铒光纤构成光放大器，第二光环行器和一段高非线性光纤构成高非线性腔。可调激光光源发出的种子光由输入耦合器输入系统，由光放大器放大，在布里渊腔产生多波长激光，在由高非线性腔均衡多波长激光功率、稳定多波长激光频率，最后由输出耦合器10％端口输出，剩余功率由输入输出腔回收。采用本发明的装置易于光纤系统集成、有效均衡了多波长激光器输出功率，提高多波长激光器的输出带宽。
本发明的基本原理是：窄线宽可调谐激光器输出的布里渊泵浦信号(bp)经过第一耦合器2后沿顺时针方向经第一光环行器4进入布里渊腔再过光放大器(即波分复用器7)放大，进入第二光环行器9过高非线性光纤10再由第二光环行器9返回，再由光放大器(即波分复用器7)放大，再次经过布里渊腔，达到布里渊阈值，产生斯托克斯光，斯托克斯光返回光放大器(即波分复用器7)，剩余光功率由第一光环行器4左端输入输出环返回到布里渊腔中，斯托克斯光在系统中来回震荡，产生多阶斯托克斯光，多阶斯托克斯光经过高非线性光纤10，由于fwm效应，低阶的斯托克斯光功率向高阶斯托克斯光和反斯托克斯光转移，或低阶斯托克斯光产生更高阶斯托克斯光反斯托克斯光，经过这一过程不断重复，直到新产生的bs信号的强度不满足布里渊增益阈值条件时，级联过程终止。激光器的输出通过光谱仪(aq6370b)来进行观察测量。
图3所示，与图2处于相同bp功率和器件参数的输入条件下，加入高非线性光纤时多波长激光器的输出光谱图。
本发明在传统多波长布里渊光纤激光器中加入高非线性光纤做为增益介质，相比现有的多波长布里渊激光器，其激光输出带宽更宽，包括更多阶的反斯托克斯光、且波长间隔为0.08nm，这使得基于布里渊散射掺铒光纤多波长激光器在光子微波领域的潜力更大，可适用的范围更广泛。
本发明基于高非线性光纤的掺铒光纤多波长激光输出的过程：
1、根据所需要获取的多波长光纤激光器的输出波长范围，选取合适工作波长的耦合器、光环行器和掺铒光纤放大器。
2、选取合适长度的高非线性光纤。
3、根据腔内的损耗确定掺铒光纤长度。
4、开启可调光源和泵浦源，调节可调光源和泵浦源输出功率，调节可调光源的输出波长，多波长激光器实现稳定多波长输出。
以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域技术人员根据本发明的设计思路做出的变形及改进，都应当视为本发明的保护范围之内。具体的说，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。