[实用新型]基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信、微波光子、光纤传感和光纤激光器技术领域，具体地讲是一种基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器。

背景技术

光纤光栅激光器是光纤通信系统中一种很有前途的光源，它的优点主要体现在：(1)半导体激光器的波长较难符合国际电信联盟(ITU-T)建议的波分复用(WDM)波长标准，且成本很高，而稀土掺杂光纤光栅激光器利用光纤光栅等的波长选择特性能非常准确地确定波长，且成本很低。(2)用作增益的稀土掺杂光纤制作工艺比较成熟，稀土离子掺杂过程简单，光纤损耗小。(3)采用灵巧紧凑效率高的泵浦成为可能。(4)光纤光栅激光器具有波导式光纤结构，可以在光纤芯层产生较高的功率密度。光纤结构具有较高的面积-体积比，因而散热效果较好。与标准通信光纤的兼容性好，可以采用光纤光栅、耦合器等多种光纤元件，减小对块状光学元件的需求和光路机械调整的麻烦，极大地简化光纤光栅激光器的设计及制作。(5)宽带是光纤通信的主要发展趋势之一，而光纤光栅激光器可以通过掺杂不同的稀土离子，在380～3900nm的宽带范围内实现激光输出，波长选择容易且可调谐。(6)高频调制下的频率啁啾效应小、抗电磁干扰，温度膨胀系数较半导体激光器小等。

发明内容

本发明的目的就是基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器，它能克服已有的多波长光纤光栅激光器的不足，实现稳定实用的多波长和多路激光输出的光纤激光器。

本发明提出一种基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器，包括：一个1×N的阵列波导光纤(AWG)、一个光纤光栅为取样光纤光栅或级联光纤光栅或宽带光纤光栅、N个保偏光纤光栅或普通光纤光栅、N+1段0.5～30m长的掺杂有源光纤、N+1个波分复用器(WDM)、N+1个泵浦光；它们之间的连接：

在AWG的一字端依次连接一段掺杂有源光纤、一个取样光纤光栅或级联光纤光栅或宽带光纤光栅、WDM；

在AWG的分叉端依次连接N段掺杂有源光纤、N个保偏光纤光栅或普通光纤光栅、N个WDM；

泵浦光耦合进掺杂有源光纤中，分叉端的光纤光栅分别与AWG的一字端的光纤光栅构成N个独立的谐振腔，产生激光；N≥1。

掺杂有源光纤为掺铒、掺镱、掺钬、镱铒共掺、掺钍、掺镨或掺钕光纤。

本发明的有益效果具体如下：

已有的双波长光纤激光器需要的掺杂有源光纤为保偏的，耦合器也要保偏的，并且要加入偏振检测来保证双波长单偏振光纤激光的输出，或者需要在液氮等低温下来消除模式竞争，产生双波长；对多波长的产生更加困难，可靠性低，成本高，控制复杂，难以实用。

而本发明采用比保偏有源光纤价格低得多的普通有源光纤作为增益介质，只需要保偏光纤光栅或/和普通光纤光栅，保证每个激光谐振腔是独立的。由于每个激光谐振腔是独立的，能消除常规的有源普通光纤产生双波长的模式竞争的问题，不会出现随机模式耦合。本发明也可以采用偏振控制来控制偏振态，可以得到更好的激光质量。由于光纤激光器谐振腔的一端采用取样光纤光栅或级联光纤光栅或宽带光纤光栅，使之与谐振腔另一端光纤光栅的反射峰对准谐振更容易，降低了对光栅的要求，比通常的多波长激光器更容易实现，输出更稳定的、具有更高的性价比的多波长激光。本发明采用的部件可以为保偏的或者部分为保偏的，本发明还具有受环境影响小、结构紧凑、易于实施等特点。

附图说明

图1为基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器示意图，AWG的两侧各有一段掺杂有源光纤，且为双向泵浦。

图2为基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器示意图，AWG的分叉端一侧有一段掺杂有源光纤，且在AWG的分叉端单向泵浦。

图3为基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器示意图，AWG的一字端有一段掺杂有源光纤，在AWG的一字端单向泵浦。

图中：光纤光栅10、光纤光栅11-1N、掺杂有源光纤20-2N、WDM30-3N、泵浦光40-4N、AWG一字端50、AWG分叉端51-5N、AWG60。

具体实施方式

下面结合附图对基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器作进一步描述。

实施例一

如图1，基于AWG和光纤光栅的多波长和多路单波长激光器，其构成的器件之间的连接：

选择一个1×N的AWG 60，N＝16。

选择0.5m的掺杂有源光纤20和1.0m的掺杂有源光纤21～216，掺杂有源光纤20～216为掺铒光纤。