一种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器的制造方法
【专利摘要】本发明属于光孤子通信【技术领域】，特别涉及一种掺铒光纤激光器构成的光孤子发生器。其结构有1×2光耦合器(1)、1×N光开关(2)、光纤组(3)、1×N光耦合器(4)、可饱和吸收体(5)、光隔离器(6)、掺铒光纤(7)、光波分复用器(8)、泵浦光源(9)和偏振控制器(10)，本发明能够在同一个被动锁模掺铒光纤激光器系统中，得到基态光孤子脉冲、耗散孤子脉冲两种类型的光孤子以及这两种光脉冲的束缚态多孤子等多种类型的光孤子，性能稳定，重复性好。
【专利说明】一种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器
【技术领域】
[0001]本发明属于光孤子通信【技术领域】，特别涉及一种掺铒光纤激光器构成的光孤子发生器。
【背景技术】
[0002]随着近几年光通信技术的迅速发展，各国科研人员一直在努力寻找合适的光纤通信信息载体，光孤子脉冲由于能够在光纤中保形传输，决定了它在通信领域有着广泛的应用前景，因此可以产生光孤子脉冲的被动锁模掺铒光纤激光器系统也得到了研究人员的重点关注。被动锁模掺铒光纤激光器系统产生光孤子脉冲是谐振腔中增益、损耗、非线性及色散等因素共同作用的结果。
[0003]如果被动锁模掺铒光纤激光器系统谐振腔内总的群速度色散为负数时，会在激光器系统的输出端产生一种双曲正割形基态光孤子脉冲，基态光孤子脉冲的优点是脉宽窄、瞬时功率高，缺点是单脉冲能量小，平均功率低。如果被动锁模掺铒光纤激光器系统谐振腔的总群速度色散为正数时，会在激光器的系统输出端产生一种耗散孤子脉冲，耗散孤子脉冲的优点是脉宽较宽、瞬时功率高，且单脉冲能量高、平均功率高。耗散孤子脉冲、基态光孤子脉冲以及这两种光孤子临界区域内的孤子演化特性是目前被动锁模掺铒光纤激光器的研究热点，目前世界各国科研人员都在进行相关的研究。
[0004]以往的研究中要想产生多种类型的光孤子需要搭建不同的系统来实现。由于光纤系统中的光器件即使型号相同，参数也不可能完全一致，所以在两套光孤子系统产生中就不可能在完全相同的条件下研究耗散孤子脉冲、基态光孤子脉冲的特性，而且如果光系统改变，实验也不具有重复性。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，克服现有光孤子产生系统只能产生单一类型的光孤子，实验结果重复性差的缺点，提供一种能产生多种类型光孤子的稳定的光孤子产生装置，这种装置具有在不改变光路结构的情况下实现多种类型光孤子间的方便切换的优点。
[0006]本发明的技术问题通过以下技术方案解决:
[0007]—种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器，其特征在于，I XN光开关2的公共输入端通过光纤与I X 2光f禹合器I的70%输出端相连,I XN光开关2的N个输出端分别通过光纤组3中的N条不同的光纤与I XN光耦合器4的N个输入端相连，所述的光纤组3是由N条长度不同的光纤构成的，I XN光耦合器4的公共输出端与可饱和吸收体5的一端相连，可饱和吸收体5的另一端和光隔离器6的光输入端相连,光隔离器6的光输出端通过掺铒光纤7与光波分复用器8的公共端相连，光波分复用器8的980nm端与泵浦光源9的输出端相连，光波分复用器8的1550nm端与偏振控制器10的一端相连,偏振控制器10的另一端与IX2光f禹合器I的公共输入端相连,1X2光f禹合器I的30%输出端作为总输出端；所述的N是2?16的整数。[0008]各元件可以使用现有商业产品。
[0009]所述的泵浦光源9优选980nm激光光源。
[0010]所述的光纤组3中各光纤的长度优选4m~12m ;所述的掺铒光纤7的长度优选3m。
[0011]本发明的光路分为两部分:
[0012]第一路光给掺铒光纤提供能级跃迁的能量，这路光的传播方向在图1中是逆时针的，由泵浦光源9发出。泵浦光源9连接到光波分复用器8的980nm端，将泵浦光源发出的激光引入到激光器的光纤谐振腔内(也就是图1中所示的环路中)。光波分复用器8的公共端连接到掺铒光纤7，让掺铒光纤吸收到泵浦源发出的激光能量，使其中的铒离子从低能级跃迁到高能级。掺铒光纤7连接到光隔离器6，光隔离器6允许光通过的方向是图1中的顺时针方向，因此在光隔离器6的位置，第一路光被从光纤谐振腔中隔离掉了，以免影响另一路激光的运行。
[0013]第二路光在图1所示的被动锁模掺铒光纤激光器光纤谐振腔中顺时针循环运行，在自相位调制和群速度色散的共同作用下形成光孤子脉冲输出。第二路光产生于掺铒光纤7中的铒离子因自发或受激由不稳定的高能级跃迁到低能级时所释放的能量。掺铒光纤7连接到光波分复用器8的公共端，光波分复用器8的作用是使第一路光和第二路光互不影响，这样第二路光可从光波分复用器8的1550nm端输出。光波分复用器8的1550nm端连接到偏振控制器10的一端,偏振控制器10的另一端与1X2光稱合器I的公共输入端相连，1X2光I禹合器I将第二路光分成两部分，一部分光孤子在其30%输出端输出，另一部分光孤子继续在激光器的光纤谐振腔内循环。1X2光耦合器I的70%输出端连接到IXN光开关2的公共输入端，I XN光开关2的N个输出端分别连接光纤组3中的N条不同光纤上，这样利用I XN光开关2可以选择激光经过光纤组3中哪一路光纤继续在激光器的光纤谐振腔中进行循环。光纤组3中的N条光纤通过IXN光纤耦合器4合为一路连接到可饱和吸收体5的一端，可饱和吸收体5能够使光脉冲产生窄化。可饱和吸收体5的另一端连接到光隔离器6，由此形成一个闭合的光回路，使第二路光在这个回路中不断循环，最终在本发明的总输出端(即1X2光I禹合器的30%输出端)产生光孤子脉冲。
[0014]本发明在光纤谐振腔中的各段光纤满足不同条件时，可产生耗散孤子脉冲、基态光孤子脉冲以及这两种光脉冲的束缚态多孤子等多种类型的光孤子。设掺铒光纤I的长度为Lgain、其二阶色散系数为// ;光纤组3中被选中连入光纤谐振腔的普
通单模光纤长度为Lsmf、其二阶色散系数为。则光纤谐振腔的总二阶色散系数
【权利要求】
1.一种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器，其特征在于，IXN光开关(2)的公共输入端通过光纤与1X2光f禹合器(I)的70%输出端相连,I XN光开关(2)的N个输出端分别通过光纤组(3)中的N条不同的光纤与IXN光耦合器(4)的N个输入端相连，所述的光纤组(3)是由N条长度不同的光纤构成的，IXN光耦合器(4)的公共输出端与可饱和吸收体(5)的一端相连，可饱和吸收体(5)的另一端和光隔离器(6)的光输入端相连，光隔离器出)的光输出端通过掺铒光纤(7)与光波分复用器(8)的公共端相连，光波分复用器(8)的980nm端与泵浦光源(9)的输出端相连,光波分复用器⑶的1550nm端与偏振控制器(10)的一端相连,偏振控制器(10)的另一端与1X2光稱合器(I)的公共输入端相连，1X2光耦合器⑴的30%输出端作为总输出端；所述的N是2?16的整数。
2.根据权利要求1所述的一种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器，其特征在于，所述的泵浦光源(9)是980nm激光光源。
3.根据权利要求1所述的一种掺铒光纤激光器构成的光孤子脉冲发生器，其特征在于，所述的光纤组⑶中各光纤的长度为4m?12m ;所述的掺铒光纤(7)的长度为3m。
【文档编号】H04B10/508GK104038289SQ201410250720
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月7日 优先权日:2014年6月7日
【发明者】高博, 吴戈, 田小建, 于思瑶 申请人:吉林大学