可調(diào)雙頻光纖環(huán)形腔激光器研究探討信息工

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1、可調(diào)雙頻光纖環(huán)形腔激光器研究探討信息工　?。币浴　‰p波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)摻鉺光纖激光器在光纖波分復(fù)用通信系統(tǒng)、光纖傳感器和光學(xué)儀器等方面的應(yīng)用越來(lái)越引起人們的關(guān)注。在產(chǎn)生窄線寬的毫米波信號(hào)，甚至是產(chǎn)生太赫茲波時(shí)，使用兩束激光相拍被認(rèn)為是一種有效的方法。為了產(chǎn)生較純的拍頻信號(hào)，兩個(gè)頻率的激光必須工作在單縱模狀態(tài)上。另外，為了獲得高度相干性的信號(hào)，兩個(gè)頻率的激光應(yīng)該由同一增益媒質(zhì)，或者由兩個(gè)相關(guān)的增益媒質(zhì)產(chǎn)生，這樣可以極大的減小拍頻信號(hào)的相位噪聲?！　〗陙?lái)，人們利用各種技術(shù)和方式來(lái)獲得多波長(zhǎng)激光器。其中，在實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)激光

2、器的時(shí)候，人們主要采用偏振燒孔(PHB)這一機(jī)制。偏振燒孔效應(yīng)是依靠在激光腔內(nèi)引入特殊器件，激發(fā)兩個(gè)正交的偏振模式來(lái)誘發(fā)的，如：多量子井波導(dǎo)、在高雙折射光纖或多模光纖上刻制的布拉格光纖光柵等。偏振燒孔效應(yīng)極大的提高了鉺光纖增益的非均勻加寬特性，以達(dá)到減小激光腔內(nèi)模式競(jìng)爭(zhēng)的目的。另外，由于摻鉺光纖是一種增益均勻加寬的介質(zhì)，所以在室溫下對(duì)多波長(zhǎng)激光器來(lái)說(shuō)如何抑制其交叉增益飽和是非常必要的。以前人們所制作的雙波長(zhǎng)激光器存在波長(zhǎng)間隔難以小于0.1nm或者間隔固定的缺點(diǎn)，然而波長(zhǎng)間隔可調(diào)是雙波長(zhǎng)激光器比較重要的參數(shù)之一。　

3、　本文提出了一種雙波長(zhǎng)單頻單縱模可調(diào)環(huán)形腔激光器。通過(guò)采用偏振燒孔和多重濾波，這個(gè)激光器的兩束激光功率相當(dāng)，并且它們之間的波長(zhǎng)間隔具有非常寬的調(diào)諧范圍?！　。矊?shí)驗(yàn)裝置和原理　　確切的說(shuō)由同一個(gè)增益介質(zhì)激勵(lì)的雙環(huán)諧振腔產(chǎn)生雙波長(zhǎng)激光器的裝置。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)兩個(gè)子環(huán)的總長(zhǎng)度相當(dāng)，均約為7米，其自由譜寬約為30MHz。我們使用一段約1米長(zhǎng)的摻鉺光纖(EDF)作為增益媒質(zhì)。這段EDF的截止波長(zhǎng)為907nm，在978nm處的吸收系數(shù)為17.9dB/m，數(shù)值孔徑為0.2。采用980nm半導(dǎo)體激光器通過(guò)波分復(fù)用器（）對(duì)摻鉺光纖進(jìn)行抽

4、運(yùn)，系統(tǒng)中的其他光纖均為普通單模光纖。在包含增益介質(zhì)的公共臂上分別連接兩個(gè)分支，每個(gè)分支上包括三個(gè)器件，分別為：一個(gè)光纖濾波器(FF)、一個(gè)偏振控制器(PC)和一個(gè)光纖隔離器(IS)。其中一個(gè)分支上的濾波器（FF2）是固定的，中心波長(zhǎng)為1550.65nm，3dB帶寬為0.2nm。另一個(gè)分支上的濾波器(FF1)是可調(diào)的，波長(zhǎng)的可調(diào)節(jié)范圍為1535nm到1565nm，3dB帶寬為0.3nm。兩個(gè)分支的工作波長(zhǎng)是不同的，分別由不同的濾波器FF1和FF2來(lái)控制。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)濾波器FF1，我們可以調(diào)節(jié)兩個(gè)相反方向傳輸激光之

5、間的波長(zhǎng)差。偏振控制器PC2和偏振控制器PC3分別用來(lái)調(diào)整每個(gè)分支上的偏振狀態(tài)，以減少損耗。兩個(gè)偏振分束器用來(lái)連接主環(huán)和兩條支路，同時(shí)，也保證了向兩個(gè)相反方向傳輸?shù)募す夤ぷ髟谙嗷フ坏钠駹顟B(tài)上。在主干臂上插入一個(gè)Mach-Zehnder梳狀濾波器進(jìn)行進(jìn)一步濾波，以抑制跳模現(xiàn)象。這個(gè)M-Z濾波器的自由譜寬約為753MHz，3dB帶寬約為378MHz。使用一個(gè)90：10的輸出耦合器輸出激光。您可以訪問(wèn)中國(guó)評(píng)價(jià)網(wǎng)（.NsEac.）查看更多相關(guān)的文章?！　∮捎谖覀冇脙蓚€(gè)偏振分束器連接公共臂和兩個(gè)分支，這樣在增益媒質(zhì)上會(huì)

6、產(chǎn)生偏振燒孔效應(yīng)，大大降低模式競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，假如兩束激光的傳輸方向是相同的，在EDF的輸出端面，兩束激光同時(shí)被放大到最大值，有較強(qiáng)的交叉增益飽和現(xiàn)象?，F(xiàn)在采用是兩束激光在相反方向上傳輸?shù)姆椒?，使兩束激光沿著EDF軸向的功率分布也是相反的，有助于加強(qiáng)增益媒質(zhì)的非均勻加寬效應(yīng)，以得到穩(wěn)定的雙模工作狀態(tài)。尤其是在兩束激光的波長(zhǎng)間隔小于0.1nm的時(shí)候，反向傳輸起了比較大的作用。同時(shí)由于反向傳輸，我們只用一個(gè)耦合器即可分離兩束激光。　　我們使用多重濾波的方式來(lái)選擇工作頻率或者工作模式。Mach-Zehnder梳狀濾波器可以

7、有效的抑制相鄰縱模之間的跳?，F(xiàn)象。盡管Mach-Zehnder梳狀濾波器的加入引入了一個(gè)753MHz的整數(shù)倍的頻率分離，但最終形成的濾波特性仍然是多重濾波器的疊加。所以，兩束激光之間的頻率差不是固定離散的，并且可以通過(guò)可調(diào)濾波器FF1進(jìn)行控制?！　。硨?shí)驗(yàn)結(jié)果　　仔細(xì)調(diào)節(jié)圖1中的PC1,PC2,PC3，可以得到穩(wěn)定的雙波長(zhǎng)激發(fā)。調(diào)節(jié)PC2和PC3可以得到在順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较虻淖畹烷撝?。這表明，兩個(gè)相反方向傳輸?shù)募す庠谕ㄟ^(guò)PBSs的時(shí)候，處于相互正交的偏振狀態(tài)上。調(diào)節(jié)PC1使得在EDF中傳輸?shù)墓馓幱谡坏钠駹顟B(tài)上。

8、最后，微調(diào)三個(gè)偏振控制器得到在兩個(gè)相反傳輸方向功率相當(dāng)?shù)募す?。在光譜分析儀（ANDO，AQ6317C）可以觀察到穩(wěn)定的雙波長(zhǎng)功率譜。表示將激光器兩路輸出分別連接到掃描光纖環(huán)形腔，然后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后在示波器（Tektronix,TDS1012）觀測(cè)到的掃描波形。其中，掃描光纖環(huán)形腔的自由譜寬為100MHz，使用壓電陶瓷來(lái)改變掃描光纖環(huán)形腔的腔長(zhǎng)，從而達(dá)到掃描的目的，掃描范圍約