相干光正交頻分復用系統(tǒng)用的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及到相干光通信、光纖傳感、相干光譜合束等領域中可用于相干光正交頻分復用系統(tǒng)的光纖激光技術(shù)，具體涉及相干光正交頻分復用系統(tǒng)用的輸出波長可調(diào)諧范圍大、窄線寬的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源。
【背景技術(shù)】
[0002]相干光正交頻分復用(C0-0FDM)是多載波調(diào)制技術(shù)的一種，可以有效地解決由色散信道引起的符號間干擾問題，能夠廣泛地用于各種寬帶無線和有線通信中。這種抗色散能力在強調(diào)高速、寬帶能力的今天顯得尤為重要。相干光正交頻分復用系統(tǒng)中的關鍵光器件包括精確可調(diào)的窄線寬激光器以及中心波長和帶寬都可調(diào)的波長選擇開關。單頻光纖激光器是指激光諧振腔內(nèi)以振動單一縱模(單頻)的形式輸出，其特征為激光光譜線寬非常窄，最高可達到10s nm，比一般常用的窄線寬DFB半導體激光器高出了幾個數(shù)量級，可以很好地抑制相位噪聲而實現(xiàn)大容量高速光傳輸網(wǎng)絡中對信號相位的探測。另一方面，對于具有波長動態(tài)分配的光網(wǎng)絡系統(tǒng)，可以采用輸出激光波長寬可調(diào)諧的光纖激光光源作為載波信號源。
[0003]當前可調(diào)諧單頻激光光源的研究工作集中在使用稀土離子高摻雜石英光纖或者摻雜固態(tài)晶體作為激光的增益介質(zhì)，采用短直腔、環(huán)形腔或復合腔等結(jié)構(gòu)，在其光路中插入可靠性低的體光學元器件(偏振控制器、熱光晶體、電光晶體或F-P標準具等)用作消除空間燒孔、維持單頻運轉(zhuǎn)或激光頻率調(diào)節(jié)，但都存在打破全光纖化結(jié)構(gòu)、摻雜離子濃度無法進一步提高、諧振腔腔體較長、存在隨機跳模、容易出現(xiàn)多縱模等一些問題。最大難點是線寬較難做到10 kHz以下、噪聲較大、調(diào)諧范圍不連續(xù)、長期穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上述中的不足，公開了可用于相干光正交頻分復用系統(tǒng)的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源，通過自注入鎖定結(jié)構(gòu)結(jié)合短線型諧振腔和可調(diào)諧濾波器組一起實現(xiàn)了全光纖結(jié)構(gòu)的寬可調(diào)諧范圍單頻光纖激光光源。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0005]一種相干光正交頻分復用系統(tǒng)用的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源，包括一個高反射率啁啾光纖光柵、高增益光纖、低反射率啁啾光纖光柵、光波分復用器、單模半導體栗浦激光器、光耦合器、光隔離器、光環(huán)形器、可調(diào)諧光濾波器組件。各部件之間的結(jié)構(gòu)關系是:高增益光纖作為結(jié)構(gòu)緊湊的激光諧振腔的增益介質(zhì)，低反射率啁啾光纖光柵和高反射率啁啾光纖光柵組成激光諧振腔的前后腔鏡，實現(xiàn)激光在腔內(nèi)的振蕩。高反射率啁啾光纖光柵、高增益光纖、低反射率啁啾光纖光柵組成了激光器的諧振腔，諧振腔輸出的激光經(jīng)過光耦合器后一部分光通過光環(huán)形器進入可調(diào)諧光濾波器組件中，通過帶寬極窄的可調(diào)諧濾波器組件進行任一 ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應的波長選擇后，再經(jīng)由光環(huán)形器和光耦合器注入回到激光諧振腔中，結(jié)合緊湊的短線型腔的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過注入鎖定后的諧振腔激射出ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應波長的單頻光纖激光。通過調(diào)節(jié)可調(diào)諧濾波器組件可以選擇不同的ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應的激光波長，從而實現(xiàn)寬可調(diào)諧范圍的單頻激光輸出。單頻激光信號經(jīng)由光波分復用器的信號端進入光耦合器，然后從光隔離器的輸出端輸出。
[0006]進一步優(yōu)化的，所述可調(diào)諧光濾波器組件是一種通過一定自由光譜范圍和帶寬去實現(xiàn)選擇通過或者阻止光路系統(tǒng)中特定的波長的器件，在結(jié)構(gòu)上包括但不限于一個或者幾個可調(diào)諧光濾波器的組合等，在實現(xiàn)方法上包括但不限于聲光可調(diào)諧濾波器、電光可調(diào)諧濾波器、機械式光可調(diào)諧濾波器、熱光可調(diào)諧濾波器等。
[0007]進一步優(yōu)化的，所述可調(diào)諧光濾波器組件的自由光譜范圍為0.5~500 nm, 3 dB帶寬小于0.1 nm.進一步優(yōu)化的，所述光纖激光器是緊湊的短直腔結(jié)構(gòu)，其前腔鏡是低反射率啁啾光纖光柵，后腔鏡采用高反射率啁啾光纖光柵；所述反射率啁啾光纖光柵是對激勵光信號低反，反射率為10%~90%，其3dB反射譜寬為1~40 nm。所述高反射率啁啾光纖光柵是對栗浦光高透，透射率大于90%，而對激勵光信號高反，反射率大于95%，其3dB反射譜寬為1~40 nm。
[0008]進一步優(yōu)化的，所述高增益光纖的單位長度增益大于0.2 dB/cm，光纖長度為
0.5 ?100 cm ο
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果是:可以將厘米量級的高增益光纖作為激光的增益介質(zhì)，由低反射率啁啾光纖光柵和高反射率啁啾光纖光柵組成諧振腔結(jié)構(gòu)的前后腔鏡，在單模半導體激光栗浦源的連續(xù)激勵下，纖芯中的高增益粒子發(fā)生反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生受激發(fā)射的激光信號，諧振腔輸出的寬帶激光信號經(jīng)過光耦合器后一部分光通過光環(huán)形器進入可調(diào)諧光濾波器組件，經(jīng)過可調(diào)諧濾波器組件的縱模選擇后得到ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應波長的單一縱模激光信號，再經(jīng)由光環(huán)形器和光耦合器注入回諧振腔中，經(jīng)過自注入鎖定后的短線型腔就可以激射出ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應的波長的單頻激光。通過調(diào)節(jié)可調(diào)諧濾波器組件可以選擇不同的ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應的波長的縱模模式，最終實現(xiàn)波長可調(diào)諧、符合ITU-T規(guī)定標稱中心頻率的單頻激光輸出。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明一種相干光正交頻分復用系統(tǒng)用的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源的原理示意圖。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體例子對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述，需要說明的是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍，以下若有未特別詳細說明之過程，均是本領域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的。
[0013]如圖1，一種相干光正交頻分復用系統(tǒng)用的寬可調(diào)諧單頻光纖激光光源，包括一個高反射率啁啾光纖光柵1、高增益光纖2、低反射率啁啾光纖光柵3、光波分復用器4、單模半導體栗浦激光器5、光耦合器6、光隔離器7、光環(huán)形器8、可調(diào)諧光濾波器組件9。各部件之間的結(jié)構(gòu)關系是:高增益光纖2作為結(jié)構(gòu)緊湊的激光諧振腔的增益介質(zhì)，低反射率啁啾光纖光柵3和高反射率啁啾光纖光柵1組成激光諧振腔的前后腔鏡，實現(xiàn)激光在腔內(nèi)的振蕩。高反射率啁啾光纖光柵1、高增益光纖2、低反射率啁啾光纖光柵3組成了激光器的諧振腔，諧振腔輸出的激光經(jīng)過光耦合器6后一部分光通過光環(huán)形器8進入可調(diào)諧光濾波器組件9中，通過帶寬極窄的可調(diào)諧濾波器組件9進行帶寬極窄的ITU-T規(guī)定標稱中心頻率對應的波長進行選擇后，再經(jīng)由光環(huán)形器8和