利用非线性偏振旋转效应的可调谐多波长光纤激光器

提出了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应的可调谐多波长掺铒光纤(EDF)激光器,非线性偏振旋转诱导的强度相关非均匀损耗有效地抑制了均匀加宽增益介质掺铒光纤中的模式竞争,使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出。其中利用保偏光纤和偏振相关隔离器组成的等效Lyot 双折射光纤滤波器作为波长选择器件,该滤波器可以通过选择合适的双折射光纤长度改变波长间隔,调节偏振控制器改变偏振态实现对波长的精密调谐。实验采用10 m长的保偏光纤(PMF),得到了波长间隔为0.35 nm、最多17个波长的稳定激光输出,并且实现了输出波长在4 nm范围内的连续可调谐。分别采用10:90、30:70和50:50的输出耦合器,激光信号分别从10%、30%和50%的端口输出,得到了最多17、14和13个波长的输出,其波长功率浮动分别为13 dB、10 dB和7 dB,另外,其最大输出功率分别为-7 dBm、-3 dBm和0 dBm。实验结果表明,输出耦合器输出端比例越大,输出波长就越少,各波长激光输出功率越平坦,且输出功率越高。     

基于NPR效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器

为了获得具有超窄波长间隔的稳定多波长输出,设 计并实验验证了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应及NOLM的多波长SOA光纤激光器。利用 SOA的NPR效应,将SOA与其他偏振器件组合引起强度相关损耗(IDL)效应,从而抑制SOA均 匀加宽线宽内的模式竞争,实现稳定的多波长输出。Lyot-sagnac滤波器作为波长选择器件 ,选用71 m长保偏光纤(PMF)得到超窄波长间隔。另外NOLM作为功率 均衡器进一步抑制了模式竞争效应并且实现了功率均衡,提高了边模抑制比(SMSR)。通过调 节偏振控制器(PCs),最终在室温下实现了稳定且功率均衡的多波长输出,10 dB带宽内输出的波长数量为184,波长间隔为0.08 nm,SMSR高达22 dB。该激光器可作为DWDM光通信系统 中的光源。     

室温稳定多波长光纤激光器技术的研究新进展

室温稳定的多波长光纤激光器( MWFL)中最关键的技术是如何有效抑制掺杂光纤的均匀展宽效应。综述了国际上近年来提出的实现室温稳定多波长光纤激射的主要技术。介绍了近几年我们在该领域的一些创新性研究工作:提出了多种基于多谐振峰的光纤布拉格光栅(FBG) ,如多模光纤布拉格光栅、保偏光纤布拉格光栅、取样光纤布拉格光栅等的可开关多波长光纤激光器的新方法和新结构,实现了多种波长间隔小于2 nm,室温工作稳定性好、波长及波长间隔可调的可开关多波长光纤激光器;提出了基于非线性光纤环镜( NOLM)和非线性偏振旋转(NPR)效应的两种多波长掺铒光纤激光器(EDFL)实现技术,实现了室温稳定、功率谱分布平坦的宽带多波长激光输出,3 dB带宽内的波长个数可达50个,每个波长的功率波动在2 h内小于0 .1 dB。     

基于全光纤滤波技术的多波长掺铥光纤激光器

设计了一种基于马赫-曾德和光纤光栅滤波结构的掺铥光纤激光器,实现了2 μm波段多波长激光输出。马赫-曾德滤波器由2个3 dB耦合器构成,光纤光栅反射波长为1950.35 nm,滤波器的波长间隔为1.6 nm,激光器阈值为70m W。通过实验证明了采用马赫-曾德结合光纤光栅进行滤波能够有效提高波长稳定性,实验中通过调节偏振控制器能够实现稳定的单波长、双波长及三波长激光输出。1892.2 nm单波长激光的波长漂移和功率漂移分别小于0.6 nm和0.969 dB,边模抑制比为49.75 dB;1902.8 nm和1932.0 nm双波长激光的波长漂移均小于0.4 nm,功率漂移分别小于1.021 dB和2.583 dB;1895.7 nm、1902.5 nm和1931.9 nm三波长激光的波长漂移分别小于0.4 nm、0.3 nm和1.0 nm,功率漂移分别小于2.548 dB、1.441 dB和0.809 dB。输出激光3 dB 线宽均小于0.8 nm。     

一种新颖的基于AFMLF的双倍布里渊频移间隔的MWBEL

提出了一种基于非线性放大光纤环形镜(AFMLF)滤波器的双倍布里渊频移间隔的多波长掺铒光纤激光器(MWBEL)环形腔结构,其中非线性放大光纤环形镜被用作滤波器。当980nm泵浦功率为10.29dBm、可调激光源(TLS)的中心波长为1 563nm、功率为-3dBm时,得到了波长间隔为0.16nm的12阶偶数阶多波长激光输出。同时,还研究了980nm抽运功率、偏振控制器(PC)以及可调激光源的中心波长对输出斯托克斯光波数的影响。     

基于非线性偏振旋转的可调谐多波长掺铒光纤激光器

实现了一种基于非线性偏振旋转(NPR)的可调谐多波长掺铒光纤(EDF)激光器.偏振相关隔离器和保偏光纤(PMF)是激光器的关键组件.非线性偏振旋转会引起腔体的自滤波和光强的峰值限制效应,从而能有效地减弱掺铒光纤均匀加宽所造成的强烈模式竞争,形成稳定的常温多波长振荡.腔损耗的色散特性使激光输出波长在5 am内可连续调谐.由于激光腔的自滤波周期由腔内双折射强度决定,也可以通过改变保偏光纤的有效长度来实现.当用两段保偏光纤和偏振控制器组合后,实验中得到了间隔为0.25 nm和0.75 nm可调谐的稳定多波长振荡.     

基于可调谐光纤环形镜滤波器的多波长布里渊掺铒光纤激光器

通过使用非线性放大的光纤环形 镜滤波器(AFLMF),构造了一种新颖的多波长布里渊掺铒光纤激光器(E DFL)线形结构。非线性AFLMF由掺铒光纤放大器(EDFA,由980n m泵浦抽运 一段EDF构成)、偏振控制器(PC)和耦合器构成,减少了腔内基于波长的损耗,并且能够灵 活地控制反射 光以及激光腔内输入和输出光的强度。在布里渊泵浦功率为25mW、 980nm泵浦功率为200mW时,获得了波 长间隔为0.08nm的14个波长的激光输出以及50nm的可调谐范围。通过调节980nm抽运光功率、PC以及布里渊泵浦光波长,实现了可调谐的多波长输出。研究 了980nm抽运光功率以及PC对斯托克斯光波数的影响。     

基于反馈光纤环的双波长单纵模光纤激光器

设计并研制了一种基于反馈光纤环(FFR)和可饱和吸收体(SA)的双波长单纵模(SLM)掺铒光纤激光器(EDFL)。保偏布拉格光纤光栅(PM-FBG)作为激光器的波长选择元件,可产生两个波长激光的输出;通过仿真,选择两个30∶70的光耦合器和一段长为1m的EDF组成的FFR,用以增大纵模间隔,稳定激光的运转;一段长3m的未泵浦EDF作为SA,形成自跟踪窄带滤波器,与FFR一起确保激光器工作在SLM状态。在室温下,泵浦源功率为400mW时,得到了中心波长分别为1 545.45和1 545.90nm、峰值功率分别为8.158和8.898dBm以及3dB线宽均小于0.02nm的双波长SLM激光,输出光信噪比(OSNR)达到60dB。在3h内,双波长激光最大峰值功率波动小于0.45dB。调节偏振控制器,可实现单波长输出,最大峰值功率分别可达13.941和15.432dBm。     

单FBG双波长掺铒光纤激光器的设计与实验研究

为给密集波分复用(DWDM)光纤通信及光纤传感系统提供理想光源,设计了一种双波长环形腔掺铒光纤激光器。该激光器采用单支光纤光栅(FBG)和2个3dB耦合器构成可调谐光滤波器,结合多模光纤的偏振烧孔效应,通过改变系统的偏振态来获得波长可调谐的双波长激光输出。实验结果表明:改变系统的偏振态时,可分别获得单波长和双波长激光输出,双波长光纤激光器的最大波长差为4.692nm。引入多模光纤后,激光跳模现象得到明显抑制。     

基于NPR效应的可调谐多波长被动锁模光纤激光器

提出了一种基于非线性偏振旋转(NPR)效应的被动锁模光纤激光器,以980 nm半导体光源作为泵浦源,5 m长的掺铒光纤(EDF)作为增益介质,利用两个偏振控制器(PC1和PC2)和一个偏振相关隔离器(PDI)产生NPR效应,作为等效可饱和吸收体,实现对脉冲的窄化,产生稳定的锁模脉冲输出,脉冲宽度为36.02 ns,并通过改变腔中单模光纤的长度探究激光器的输出与腔长的关系,当腔长较长时,实现锁模需要的阈值功率降低,锁模脉冲稳定性较好.通过结合一个3 dB耦合器、1 m保偏光纤(PMF)和一个偏振控制器(PC3)构成的Sagnac环结构,作为梳状滤波器,实现了 C波段从单波长到五波长的多波长可调谐激光输出,并对输出光谱的稳定性进行了测试,光谱稳定性在室温条件下表现良好.实验结果说明该激光器在电域可以产生稳定的锁模脉冲,在光域可以产生C波段从单波长至五波长的可调谐的激光输出,具有广阔的应用前景和较高的研究价值,例如生物医疗领域和波分复用领域.     

基于保偏光纤光栅的对称腔多波长掺铒光纤激光器

提出一种基于保偏光纤布拉格光栅(PMFBG)的对称腔多波长掺铒光纤激光器(EDFL).使用直接在保偏光敏光纤(PMPF)上写入的光纤布拉格光栅作为波长选择器件,利用激光谐振腔中的偏振烧孔效应(PHB),通过调整偏振控制器(PC),在室温下得到稳定的四波长激光运转.输出激光的边模抑制比(SMSR)达到50 dB,约一个半小时重复扫描时间内对应于每一波长的振幅变化差异均小于0.8 dB.     

一种新型可调谐多波长光纤激光器的研究与设计

研究基于非线性偏振旋转实现多波长光纤激光器的机理和方法,利用等效Lyot双折射光纤滤波器作为波长选择器件,设计了一种室温条件下可调谐多波长光纤激光器简化结构,使激光器更易于全光纤集成.该设计实现了输出波长在一定范围内连续可调谐,具有稳定多波长输出的优点,是未来密集波分复用通信系统的理想光源.     

采用复合滤波器的温度可调谐多波长光纤激光器

提出了一种基于复合光纤滤波器的在室温下稳定输出多波长掺铒光纤激光器,该激光器由两个级联球状结构的马赫-增德尔干涉仪（MZI）和一个双折射光纤滤波器-Lyot滤波器组成。球状结构MZI是由光纤熔接机在一段单模光纤（SMF）放电设计而成的。Lyot双折射光纤滤波器是利用一段保偏光纤（PMF）和两个偏振控制器（PC）连接而成,该结构可以诱导非线性偏振旋转效应和双折射光纤效应来抑制模式竞争产生多波长。Lyot滤波器和球状结构的MZI作为模式限制器件,并且Lyot滤波器对级联球状结构MZI的透射谱进行调制,其透射谱周期决定了复合滤波器结构的透射谱周期。在室温下,该系统实现了边模抑制比约为40 dB的九个波长的同时激射,且波长间隔约为0.68 nm,与Lyot滤波器透射谱周期一致。为了验证输出波长的稳定性,在2 h内,每隔10 min观察输出的波长,实验证明,室温下中心波长输出功率的浮动小于0.67 dB。此外,将两个球状结构MZI放置在高温炉上,使其外界温度从30℃升至110℃时,输出波长光谱的调谐范围可达到6.69 nm。     

基于Sagnac环和M-Z级联的可调谐掺铒光纤激光器

提出了一种基于Sagnac环和M-Z级联滤波的可调 谐掺铒光纤(EDF)激光器,实验测得M-Z滤波器 的梳状谱周期为2.2nm。将一段长为10m的保 偏光纤(PMF)作为Sagnac环滤波器中的高双折射光纤,并测 得其梳状谱周期为0.42nm。谐振腔中加入一段15km长的单模光纤(S MF),用来产生非线性效应,稳定激光输 出。实验获得的单、双波长的激光线宽均小于0.07nm,峰值功率大 于－17dBm,边模抑制比(SMSR)大 于32dB,单、双波长激光的输出功率最大波动均小于1.2dBm。对加在M-Z上的驱动电压与Sagnac环 中的偏振控制器(PC)进行调节,实现了各波长激光在2.2nm范围内 整体连续可调谐。     

采用双Sagnac环滤波器的可切换多波长光纤激光器

提出了一种基于双Sagnac环滤波器的可切换多波长掺铒光纤激光器,该滤波器由基于保偏光纤和少模光纤的Sagnac环并联构成,结构简单,利用其梳状滤波特性,实现了掺铒光纤激光器的多波长输出。采用传输矩阵法详细分析了双Sagnac环的传输特性,进一步搭建了线性腔掺铒光纤激光器,实验中通过调节偏振控制器,改变腔内偏振态,在室温下得到稳定可切换的单、双、三波长激光输出,且激光器输出波长的位置可调。研究结果表明,输出激光波长的边模抑制比大于34 dB,稳定性测量中波长漂移量小于0.05 nm,具有良好的稳定性,可应用于波分复用及全光通信系统等领域。     

带输入、输出端口的双芯光纤偏振分束器研究

双芯光纤偏振分束器是一类基于模式干涉的偏振分束器,是以双芯光纤作为定向耦合器,经过双芯光纤的耦合区域后实现的偏振选择性输出,因而其输入、输出端的形状和尺寸会影响光的输出功率及特性。基于椭圆双芯光纤,在分束器的输出消光比满足一定要求(大于20dB)的情况下,借助于RSOFT软件的Beamprop模块,研究双芯光纤偏振分束器输入、输出端口的形状和尺寸以及输入光的波长和线偏振角度对偏振选择特性的影响,及其可能的工作带宽和制作容差。结果表明,双芯光纤偏振分束器形状为S-Bend,X和Z方向的尺寸分别为40μm和4000μm的端口,输入光的工作带宽可以大于7.5nm,对应的耦合区长度较短,约为209.87mm。     

可调谐单纵模光纤激光器模式特性研究

为了实现光纤激光的单纵模,提出了一种环形腔结构,采用可调谐光纤Bragg光栅(FBG)作为波长选择器件,与2 m未抽运掺Er光纤(EDF)产生驻波饱和效应,在1.55 μm波长处形成42 nm激光输出,输出功率大于3.5 dBm,功率稳定性优于±0.005 dB.扫描Fabry-Porot(F-P)干涉仪观测到2个正交的偏振模,在环形腔内加入偏振器后可抑制强度较低的偏振模式,测量到清晰的单纵模激光,纵模线宽为20 MHz.由于饱和吸收效应,导致了激光输出斜率曲线表现出光学双稳态现象.     

飞秒激光脉冲在双折射微结构光纤中频率变换的研究

报道了高非线性的双折射微结构光纤(MFs)与纳焦耳量级的飞秒激光脉冲相互作用下，在可见光波段通过相位匹配的四波混频效应获得了波长可调谐的反斯托克斯波的实验结果。由于该光纤的双折射性质，因此在不同偏振方向上具有不同的色散特性，所产生的反斯托克斯超短脉冲的中心波长受到输入脉冲的偏振态的影响。通过旋转输人端的半波片，在相互垂直的两种偏振态的飞秒激光脉冲的作用下，所产生的反斯托克斯波脉冲的中心波长分别为490nm和510nm，在微结构光纤的输出端能分别观察到明亮的蓝光和绿光的基模输出。实验研究了在不同功率飞秒脉冲激光的作用下，在不同长度的双折射微结构光纤中反斯托克斯波的产生情况，并对一系列现象进行了对比分析。     

基于Mach-Zehnder滤波的可调谐光纤激光器

() ()基金项目: 。摘要:为了实现高稳定性的可调谐激光输出,提出并设计了一种基于Mach-Zehnder(M-Z)滤波结构,结合Fabry-Perot(F-P)滤波器的可调谐掺铒光纤激光器,并对激光器的原理及实现方案进行理论分析和实验验证。所设计激光器系统的泵浦源工作波长为976 nm;长度5 m的掺铒光纤作为增益介质;采用全光纤M-Z结构进行滤波,并结合F-P滤波器实现单波长激光可调谐输出。实验中,通过调节F-P滤波器,在泵浦功率为60 mW时,实现了1547～1568 nm范围内单波长激光的稳定可调谐输出,波长调谐间隔小于1.7 nm,每个输出波长的边模抑制比均大于55 dB,线宽均小于0.1 nm。     

78 fs被动锁模掺Er3+光纤激光器

用性能稳定的976 nm激光二极管(LD)作为抽运光源,利用非线性偏振旋转(NPR)作为可饱和吸收体,实现了环形腔结构的被动锁模掺Er3 光纤激光器.在抽运功率为57 mW时,通过调节与波长无关的全光纤在线偏振控制器,获得了谱线宽度为40.8 nm,中心波长1544.0 nm,脉冲宽度为78 fs的稳定飞秒脉冲激光,其重复频率为11.18 MHz,平均输出光功率为5.4 mW,单个脉冲能量为0.5 nJ,峰值功率为6200 W.