一種類噪聲脈沖發生器的制造方法
【專利摘要】一種類噪聲脈沖發生器，光纖環形腔包括用光纖依次連接并形成閉環結構的波分復用器、摻雜型光纖、光隔離器、起偏器、偏振控制器以及光纖耦合器，泵浦源與波分復用器的泵浦端口連接，光纖耦合器包括環路輸出端口、目標輸出端口以及輸入端口，輸入端口與波分復用器的公共端口通過由摻雜型光纖、光隔離器、起偏器以及偏振控制器依次連接形成的連接環路段連接，環路輸出端口與波分復用器的信號端口進行連接，目標輸出端口用于輸出“類噪聲”脈沖。本發明采用光纖化器件搭建全正色散全光纖激光器，利用光纖的拉曼效應在全正色散區域產生寬帶“類噪聲”脈沖。
【專利說明】
一種類噪聲脈沖發生器
技術領域
[0001]本發明涉及光學設備領域，尤其涉及一種類噪聲脈沖發生器。
【背景技術】
[0002]超快鎖模光纖激光器與傳統的固體激光器相比具有光束質量好、增益高、效率高、閾值低、可調諧、結構緊湊、運轉可靠、散熱性好等優點。在過去的20年間里，超快光纖激光器得到了迅猛的發展，在光通訊、光傳感、激光醫療、工業加工、航空航天、材料科學、光譜學以及非線性光學領域得到了廣泛的應用。超快光纖激光器是當今光學研究活躍的領域之
O
[0003]“類噪聲”脈沖是被動鎖模光纖激光器中一種特殊的鎖模狀態，其實是由許多隨機演變的小的超短脈沖群聚在一起的，具有低時域相干性的寬波包。相應的實驗報道顯示“類噪聲”脈沖可以實現非常寬的平均化的光譜，可以超越增益帶寬。以往寬帶“類噪聲”脈沖的研究集中在色散管理鎖模激光器中。通過對光纖色散管理，脈沖在激光器中周期性的展寬及壓縮。脈沖在壓縮過程中，峰值功率不斷增強。正是利用脈沖的高峰值功率引入的非線性效應，色散管理的被動鎖模激光器能夠產生寬帶“類噪聲”脈沖。然而，在全正色散光纖激光器里，脈沖持續不斷展寬，因此脈沖峰值功率相對較低很多，不利于寬帶“類噪聲”脈沖的產生。

【發明內容】

[0004]針對現有技術的不足之處本發明提供一種類噪聲脈沖發生器，本發明采用光纖化器件搭建全正色散全光纖激光器，利用光纖的拉曼效應在全正色散區域產生寬帶“類噪聲”脈沖。
[0005]本發明的技術方案是提供一種類噪聲脈沖發生器，包括栗浦源以及光纖環形腔，其特征在于:所述的光纖環形腔包括用光纖依次連接并形成閉環結構的波分復用器、摻雜型光纖、光隔離器、起偏器、偏振控制器以及光纖耦合器，所述的栗浦源與波分復用器的栗浦端口連接，所述的光纖耦合器包括環路輸出端口、目標輸出端口以及輸入端口，所述的輸入端口與波分復用器的公共端口通過由所述摻雜型光纖、所述光隔離器、所述起偏器以及所述偏振控制器依次連接形成的連接環路段連接，所述的環路輸出端口與所述波分復用器的信號端口進行連接，所述的目標輸出端口用于輸出“類噪聲”脈沖。
[0006]作為本發明的優選，所述的環路輸出端口與所述目標輸出端口的輸出能量的差值大于總能量輸出的20%。
[0007]作為本發明的優選，所述的環路輸出端口的輸出能量大于所述目標輸出端口。
[0008]作為本發明的優選，所述的環路輸出端口與所述目標輸出端口的輸出能量比為9:1o
[0009]作為本發明的優選，所述的偏振控制器為三環形偏振控制器或擠壓式偏振控制器。[00?0]作為本發明的優選，所述的摻雜型光纖為最高栗浦吸收能力大于550dB/m的摻鐿光纖。
[0011]作為本發明的優選，所述的連接環路段由所述摻雜型光纖、所述光隔離器、所述起偏器以及所述偏振控制器通過尾纖進行連接形成。
[0012]作為本發明的優選，所述的光纖起偏器為同軸起偏器，且中心波長為900?1200nm，所述的光纖隔離器為偏振無關隔離器，且中心波長為1000?1100 nm。
[0013]作為本發明的優選，波分復用器的公共端口通過所述的連接環路段與90%能量占比所述的輸入端口連接。
[0014]作為本發明的優選，所述的尾纖為單模正色散光纖。
[0015]本發明具有以下有益效果:
本發明利用光纖的拉曼效應輔助產生寬帶“類噪聲”脈沖;使用10%的能量輸出耦合器，將大部分能量留在諧振腔內，增強非線性效應;沒有在腔內加入單通濾波器，降低對拉曼脈沖的損耗，增強拉曼散射效應;使用全光纖化器件，便于熔接，設備簡單可靠。
[0016]利用光纖的拉曼效應在全正色散光纖激光器里輔助產生寬帶“類噪聲”脈沖。
[0017]與通常意義上的鎖模脈沖不同，增加激光器栗浦功率，“類噪聲”脈沖激光器產生更多隨機演變的小的超短脈沖，聚成的“類噪聲”脈沖的持續時間變長(脈寬變大)。因此，“類噪聲”脈沖隨著栗浦增加不會發生分裂。隨著栗浦功率的增加，“類噪聲”脈沖能量不斷積累。隨著“類噪聲”脈沖在光纖里傳輸，由于拉曼效應，部分能量逐漸轉移到拉曼脈沖。主脈沖的能量越強，更多能量會轉移到拉曼脈沖上。依靠著主脈沖，拉曼脈沖持續不斷地得到放大。
[0018]由于拉曼脈沖和主脈沖存在拉曼頻移導致的群速度不同，拉曼脈沖在產生后會逐漸離開主“類噪聲”脈沖。在失去主脈沖的增益之后，拉曼脈沖迅速衰弱。所以拉曼脈沖會不斷地在主脈沖附近產生和衰退。最終形成了持續時間更長的“類噪聲”脈沖。其相應的光譜由于拉曼效應的輔助能夠拓寬超過60nm。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明激光器輸出“類噪聲”脈沖的光譜；
圖3為本發明鎖模脈沖序列譜圖；
圖4為本發明射頻頻譜圖；
圖5為激光器順時針輸出脈沖的自相關曲線；
圖中，1-栗浦源；2-光纖環形腔;3-尾纖;4-系統輸入端;201-波分復用器;202-摻雜型光纖;203-光隔離器;204-起偏器;205-偏振控制器;206-光纖耦合器;2061-環路輸出端口 ；2062-目標輸出端口 ； 2063-輸入端口。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0021]如圖1所示，本發明實施例包括栗浦源I以及光纖環形腔2，光纖環形腔2包括用單模光纖依次連接并形成閉環結構的波分復用器201、摻雜型光纖202、光隔離器203、起偏器204、偏振控制器205以及光纖耦合器206，栗浦源I與波分復用器201的栗浦端口連接，光纖耦合器206包括環路輸出端口 2061、目標輸出端口 2062以及輸入端口 2063，輸入端口 2063與波分復用器201的公共端口通過由摻雜型光纖202、光隔離器203、起偏器204以及偏振控制器205依次連接形成的連接環路段連接，環路輸出端口 2061與波分復用器201的信號端口進行連接，目標輸出端口 2062用于輸出“類噪聲”脈沖，輸入通過系統輸入端4進行輸入。
[0022]環路輸出端口 2061與目標輸出端口 2062的輸出能量比為9:1、7:3以及6:4，優選為9:1，在實際過程中1:9這樣的反向比例也能具有本發明的一定效果。
[0023]偏振控制器205為三環形偏振控制器205或擠壓式偏振控制器205。摻雜型光纖202為最高栗浦吸收能力大于550dB/m的摻鐿光纖，本發明中采用型號為YB406。光纖起偏器204為同軸起偏器204，且中心波長為900?1200 nm，尾纖3為單模正色散光纖。光纖隔離器為偏振無關隔離器，且中心波長為1000?1100 nm，尾纖3為單模正色散光纖。栗浦源I為單模光纖耦合的半導體激光器，其中心波長位于976 nm，尾纖3為單模正色散光纖。波分復用器201的工作波長是980/1064 nm，尾纖3為單模正色散光纖。
[0024]連接環路段由摻雜型光纖202、光隔離器203、起偏器204以及偏振控制器205通過尾纖3進行連接形成。尾纖3為單模正色散光纖。
[0025]波分復用器201的公共端口通過連接環路段與90%能量占比輸入端口 2063連接。
[0026]激光器的設計采用全正色散的光纖化器件，故激光器的搭建過程只需按照裝置圖簡單地熔接光纖即可完成。
[0027]由于越長的光纖可以使得其拉曼效應越強，所以光纖環形腔2的長度越長越好。以光纖環形腔2的總長為11.7米為例，其中摻鐿光纖0.3米，單模光纖11.4米。摻鐿光纖和單模光纖均為正色散。逐步增加栗浦功率，通過調整旋轉偏振控制器，可以使得輸出的“類噪聲”脈沖光譜變得光滑平坦，其半高寬達到61.4 nm。
[0028]激光器輸出“類噪聲”脈沖的光譜如圖2;其鎖模脈沖序列及射頻頻譜圖分別如圖3和圖4所示，射頻頻譜圖中接近70 dB的邊模抑制比表明該“類噪聲”脈沖激光器具有很高的可靠性和穩定性。圖5為激光器順時針輸出脈沖的自相關曲線，是一個典型的“類噪聲”脈沖自相關曲線。
[0029]上面所述的實施例僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護范圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
【主權項】
1.一種類噪聲脈沖發生器，包括栗浦源(I)以及光纖環形腔(2)，其特征在于:所述的光纖環形腔(2)包括用光纖依次連接并形成閉環結構的波分復用器(201)、摻雜型光纖(202)、光隔離器(203)、起偏器(204)、偏振控制器(205)以及光纖耦合器(206)，所述的栗浦源(I)與波分復用器(201)的栗浦端口連接，所述的光纖耦合器(206)包括環路輸出端口(2061)、目標輸出端口(2062)以及輸入端口(2063)，所述的輸入端口(2063)與波分復用器(201)的公共端口通過由所述摻雜型光纖(202)、所述光隔離器(203)、所述起偏器(204)以及所述偏振控制器(205 )依次連接形成的連接環路段連接，所述的環路輸出端口( 2061)與所述波分復用器(201)的信號端口進行連接，所述的目標輸出端口(2062)用于輸出“類噪聲”脈沖。2.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的環路輸出端口(2061)與所述目標輸出端口( 2062)的輸出能量的差值大于總能量輸出的20%。3.根據權利要求1或2所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的環路輸出端口(2061)的輸出能量大于所述目標輸出端口(2062)。4.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的環路輸出端口(2061)與所述目標輸出端口( 2062)的輸出能量比為9:1。5.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的偏振控制器(205)為三環形偏振控制器(205)或擠壓式偏振控制器(205)。6.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的摻雜型光纖(202)為最高栗浦吸收能力大于550dB/m的摻鐿光纖。7.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的連接環路段由所述摻雜型光纖(202)、所述光隔離器(203)、所述起偏器(204)以及所述偏振控制器(205)通過尾纖(3)進行連接形成。8.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的光纖起偏器(204)為同軸起偏器(204)，且中心波長為900?1200 nm，所述的光纖隔離器為偏振無關隔離器，且中心波長為1000~1100 nm。9.根據權利要求1所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:波分復用器(201)的公共端口通過所述的連接環路段與90%能量占比所述的輸入端口(2063)連接。10.根據權利要求7所述的一種類噪聲脈沖發生器，其特征在于:所述的尾纖(3)為單模正色散光纖。
【文檔編號】H01S3/067GK105977784SQ201610218340
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】趙鷺明, 李道靜
【申請人】湖州新納貝通光電技術有限公司