一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器的制作方法

本发明涉及一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器，属于光纤通信、仪器仪表领域。

背景技术：

随着现代社会的发展，信息技术产业迅速崛起，全球互联网用户数量呈指数式上升，通信容量在不断地增加，波分复用技术成为光通信网络中普遍使用的技术。该技术的原理是将多个波长复用到一根光纤中进行传输。然而多个波长的复用就意味着需要多个激光光源，如果使用半导体激光阵列作为激光光源，将会极大的提高通信系统的成本和复杂度。

多波长光纤激光器具有结构简单，成本低廉，可同时稳定地输出多个波长等优点。除了在光纤通信领域，多波长光纤激光器在光信号处理，微波光子技术等领域也有广泛的应用。1987年，国际上开始出现研究多波长光纤激光器的相关报道。随着研究的不断深入，人们设计出了多种类型的激光器，如窄线宽多波长激光器，波长范围可调多波长激光器，波长间隔可调多波长激光器，多波长锁模光纤激光器等。这些激光器的提出，极大地促进了光通信系统的发展。

其中，波长可切换的多波长光纤激光器，可以实现一个到多个波长的输出，为不同的信道提供光源。另外，波长间隔可变的多波长激光器的提出可以满足不同的信道间隔的通信网络的需要。如果能够将这两种类型的激光器结合起来，同时实现多波长激光器的波长个数的切换和波长间隔的变化，将有利于通信网络的灵活性的提升，并且降低成本和复杂度，对于未来通信网络的发展有着很重要的意义。

目前很多的研究中，波长间隔的变化为固定的2到3个值。有方案将两个可调谐滤波器连接在一起，增加了波长间隔的变化，但只能实现1到2个波长输出，并且增加了结构的成本。本发明使用全光纤结构，通过调节偏振控制器，实现1～3个波长的输出，同时可以灵活地改变多波长的波长间隔。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是针对目前众多光纤激光器在实现输出波长可切换的同时，无法对波长的间隔进行改变的问题，提出了一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器。

所采用的技术方案如下：

包括泵浦光源、波分复用器、掺杂光纤、偏振相关隔离器、光纤50：50耦合器1、光纤50：50耦合器2、长度相同的保偏光纤1和保偏光纤2、偏振控制器1、偏振控制器2、偏振控制器3。

泵浦光源与波分复用器右侧的第一端口相连，波分复用器的左侧端口与掺杂光纤的一端相连，波分复用器的右侧第二端口与光纤50:50耦合器2的一端相连。掺杂光纤的另一端与偏振控制器1相连，偏振控制器1的另一侧与偏振相关隔离器相连。偏振相关隔离器的左侧与光纤50：50耦合器1右侧一个端口相连。耦合器1左侧的第一端口按顺序接入偏振控制器2和保偏光纤1，保偏光纤1的右侧与耦合器2右侧的第一端口相连。耦合器1左侧的第二端口按顺序接入偏振控制器3和保偏光纤2，保偏光纤2的右侧与耦合器2右侧的第二端口相连。光纤耦合器2的左侧第二端口作为激光器的输出端口。

所述掺杂光纤为掺铒光纤，掺镱光纤和掺铥光纤。

本发明所具有的效果如下：

提出了一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器。该激光器使用偏振相关隔离器、偏振控制器和保偏光纤组合成两个lyot滤波器，使用两个50:50光纤耦合器将这两个滤波器相连，使它们的输出光谱发生干涉。偏振相关隔离器和偏振控制器1分别与偏振控制器2和偏振控制器3组成非线性偏振效应，抑制激光器中的波长竞争。同时调节三个偏振控制器，可以实现1～3个波长的输出。

当输出为单波长时，保持偏振控制器2和3不动，调节偏振控制器1可实现波长范围的调谐。根据保偏光纤的长度和双折射系数可得到理论上的波长范围为17.6nm。

当输出为双波长时，保持偏振控制器1不动，在一定范围内调节偏振控制器2和3，可实现波长间隔的变化。根据保偏光纤的长度和双折射系数可得到理论上的波长间隔最大为17.6nm。

当输出为三波长时，保持偏振控制器1不动，在一定范围内调节偏振控制器2和3，波长间隔发生变化。

附图说明

图1为一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对发明进一步说明。

实施方式一

一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器，如图1所示，它包括泵浦光源(01)、波分复用器(02)、掺铒光纤(03)、偏振控制器1(04)、偏振相关隔离器(05)、光纤50:50耦合器1(06)、偏振控制器2(07)、长度为75厘米的保偏光纤1(08)、偏振控制器3(09)、长度为75厘米的保偏光纤2(10)、光纤50:50耦合器2(11)。

泵浦光源01与波分复用器02右侧第一端口021相连，波分复用器02的左侧端口023与掺铒光纤03的一端相连。波分复用器02右侧第二端口022与光纤50:50耦合器11的左侧第一端口111相连。掺铒光纤03的左端031与偏振控制器04相连，偏振控制器04的另一侧端口041与偏振相关隔离器05相连。偏振相关隔离器05的左侧端口051与光纤50：50耦合器06的右侧端口相连。耦合器06左侧的第一端口061按顺序接入偏振控制器07和长度为75厘米的保偏光纤08，保偏光纤08的右侧端口081与耦合器11右侧的第一端口113相连。耦合器06左侧的第二端口062按顺序接入偏振控制器09和长度为75厘米的保偏光纤10，保偏光纤10的右侧端口101与耦合器11右侧的第二端口114相连。光纤耦合器11的左侧第二端口112作为激光器的输出端口。

实施方式二与实施方式一的不同之处在于

掺杂光纤03为掺镱光纤，保偏光纤1和保偏光纤2的长度为35厘米。

实施方式三与实施方式一和实施方式二的不同之处在于

掺杂光纤03为掺铥光纤，保偏光纤1和保偏光纤2的长度为1.2米。

技术特征：

技术总结
一种全光纤波长间隔可变的可切换多波长激光器，属于光纤通信、仪器仪表领域。在输出波长个数变化的同时，波长的间隔也能够改变。这种激光器是在光纤耦合器(06)的左侧端口061和光纤耦合器(11)的右侧端口113之间依次接入偏振控制器(07)、保偏光纤(08)；耦合器(06)的左侧端口062和耦合器(11)的右侧端口114之间依次接入偏振控制器(09)、保偏光纤(10)构成两个Lyot滤波器，使其输出光谱发生干涉；偏振控制器(04)，偏振相关隔离器(05)和偏振控制器(07)、偏振控制器(09)构成非线性偏振旋转效应，抑制模式竞争，调节三个偏振控制器可实现波长数量和间隔的变化。该激光器具有结构简单，波长间隔和数量可变等优点，适用于波分复用系统。

技术研发人员：裴丽;赵琦;宁提纲;郑晶晶;解宇恒
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：2019.01.22
技术公布日：2019.04.05