[发明专利]分布反馈式光纤激光器无源光谱测量系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于分布反馈式光纤激光器无源精细谱观测的测量系统，该系统能够实现较高的波长分辨率，能够观测到目前光谱仪达不到的更高精度，特别是对于分布反馈式光纤激光器无源谱激光激射窗口的观测提供了有效测量途径。

背景技术

分布反馈式光纤激光器（DFB-FL）具有稳定的单模工作特性、线宽窄、相干长度长、尺寸小、易于组网、波分复用、结构稳定等特点，在光通讯、光谱学以及传感领域内具有广泛的应用和巨大发展空间。1994 年J.T.Kringlebotn 等人[1]首次报道了通过加热光栅引入相移的方法制作出了分布反馈（DFB）光纤激光器，1995 年A.Asseh[2]通过在光栅中引入了永久相移制作出了DFB 光纤激光器。近几年关于DFB-FL 的研究逐步深入和多样化[3-10]。国内上海光机所、北方交通大学、电子23 所、国防科学技术大学以及中科院北京半导体所等也相继开展了此类研究[11-17]。伴随着DFB-FL 的巨大应用潜力的发掘，如何提高DFB-FL性能已成为新的研究重点[18,19]。

DFB FL实际上是在一段掺杂光纤（掺铒或者铒镱共掺）上采用紫外曝光方法刻写一个相移光栅，根据已有的研究和报道称，当相移量为π时产生的激光激射窗口位于光栅正中间，能够形成最为理想的单纵模激光。由于现有的光谱测量技术限制，对于DFB-FL无源光谱（相移光栅光谱）的检测精度还不够高，传统上大都采用光谱分析仪来观察，目前的光谱分析仪测量精度一般不低于1pm，（日本安立MS9710C、MS9710C分辨率为20pm； 恒河光谱AQ6370分辨率可达10nm；MOI公司生产的小型光谱仪模块最高为1pm），而质量较高的DFB-FL无源光谱中产生激光的激射窗口非常窄，低于pm几个数量级，因此采用光谱仪很难观察到DFB-FL无源谱的精细结构，这就大大限制了该激光器件的发展和改进。另外，也有一些报道通过大范围连续可调激光光源实现波长扫描方式的光谱测量，但是目前现有的大范围连续可调激光光源扫描波长步长一般不低于0.01pm，产生的激光线宽较宽，因此实际的测量精度依然很难有巨大提高和突破，加上光源的造价成本也非常高，达到几十万元一台，使用非常不方便。

参考文献：

[1] Kringlebotn J.T, Archambault J.L, Reekie L, et al. 1994 Opt.Lett. 19(24) 2101

[2] Asseh A. Storoy H, Kringlebotn J.T, et al. 1995 Electron.Lett. 31 969

[3] Wang L,Chen B,Chen J L,Chang L P,Li G Y,Sun A,Lin Z Q 2008 Chinese Physics B 17(1) 217

[4] L. Li, A. Schülzgen, X. Zhu, J.V. Moloney, J. Albert, N. Peyghambarian 2008 Applied Physics Letters 92

[5] Scott Foster, Alexei Tikhomirov 2005 IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS 41(6) 762

[6] Yuri O. Barmenkov, Alexander V. Kir’yanov, Pere Pérez-Millán, José Luis Cruz, Miguel V. Andrés 2008 IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS 44(8) 718

[7] M.Ibsen,E. Ronnekleiv, G.J.Cowle,M.N.Zervas,R.I.Laming 2000 Electronics Letters 36 143

[8] S. Pradhan, G.E. Town, K.J. Grant 2006 IEEE Photonics Technology Letters 18 1741

[9] J. Sun, Y. Dai, X. Chen, Y. Zhang, S. Xie 2006 IEEE Photonics Technology Letters 18 2587

[10] Guillermo E. Villanueva 2010 IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS 22(4) 254