[发明专利]一种产生超连续光谱的装置在审

专利信息
申请号: 201510646375.X 申请日: 2015-10-08
公开(公告)号: CN105223755A 公开(公告)日: 2016-01-06
发明(设计)人: 李倩;文才;黄辉 申请(专利权)人: 北京大学深圳研究生院
主分类号: G02F1/35 分类号: G02F1/35;G02F1/365
代理公司: 深圳鼎合诚知识产权代理有限公司 44281 代理人: 郭燕
地址: 518055 广东省*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 产生 连续光谱 装置
【说明书】:

技术领域

发明涉及光学领域,具体涉及一种产生超连续光谱的装置。

背景技术

超连续谱(Supercontinuum,SC)的产生在光学测量、光脉冲压缩和生物医学成像上有诸多应用。而连续光(ContinuousWave,CW)泵浦的超连续谱有着高能量输入和高频谱展宽的特点。但是连续光泵浦的超连续谱一般难以实现稳定输出和好的光谱相干性。Mussot等人(Opt.Exp.,2009)指出了此种方式产生超连续谱会造成“畸波(roguewave)”,即输出光谱有极少概率出现的极高功率值。这种输出功率在时域上的不稳定会导致测量偏差、器件损毁等问题。

目前已经提出了相关的解决方法是,使用反馈环控制连续光泵浦的超连续谱产生。但这种方法对控制光源要求高,可调谐范围也小,在实际使用中遇到了一定的困难。

发明内容

本发明申请提供一种产生超连续光谱的装置,所述装置包括:

泵浦源,用于产生连续泵浦光;触发源,用于产生连续触发光;光纤耦合器,用于按照设定的功率比例输入连续泵浦光和连续触发光并输出混合光;光谱展宽器件,用于把从光纤耦合器输出的混合光进行光谱展宽,产生超连续光谱。

进一步的,连续触发光的波长处于连续泵浦光最大调制不稳定点对应的波长上或附近。

本发明实施例引入一个弱的连续光光源作为触发光源,通过将预定波长的连续光和泵浦光进行混合,从而对泵浦光的调制不稳定性加以触发控制,使得产生的超连续谱的功率更稳定,超连续谱的相干性也得到提升。

附图说明

图1是本发明实施例中产生超连续谱的装置的结构示意图;

图2是增加触发光源前后输出超连续光谱能量值的对比图;

图3是增加触发光源前后输出超连续光谱稳定性和相干性对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参考图1,产生超连续光谱的装置包括泵浦源2、触发源1、光纤耦合器4和光谱展宽器件5。泵浦源2用于产生连续泵浦光,例如通过激励粒子反转产生连续激光。在一具体实施例中,连续泵浦光的中心波长可以设计为1486nm,光功率为6W,其产生的连续泵浦光通过光纤进入光纤耦合器4。在改进的实施例中,连续泵浦光经过光隔离器3后再进入光纤耦合器4,因为输入光纤耦合器4的连续泵浦光有一小部分会反射回去,而连续泵浦光能量很大,光隔离器3的作用是阻止光反射回去烧毁泵浦源2。

触发源1用于发出预定波长的连续光,该连续光用于对泵浦光进行触发控制,因此也称为触发光。触发源可以采用单频窄线宽连续光光源、自然增宽的连续光光源或被放大的自发辐射连续光光源。触发源1的光功率可调到连续泵浦光功率的0.01%到1%范围之间,在一具体实施例中,将连续触发光的光功率调为连续泵浦光功率的1%,将连续光的波长调制到连续泵浦光最大调制不稳定点对应的波长上。

该连续触发光也通过光纤进入光纤耦合器4,光纤耦合器4按照设定的功率比例输入触发光与泵浦光,将两者进行混合后输出合光。

连续泵浦光和连续触发光经光纤耦合器4混合后输出至光谱展宽器件5,对合光进行光谱展宽,在光谱展宽的过程中触发光对泵浦光形成触发控制,实际应用中,光谱展宽器件5通常采用高非线性光纤,例如光子晶体光纤PCF,使光谱迅速得到增宽。在较优的实施例中,为了在实际的光通信应用的波段上(1500nm)有较好效果,光谱展宽器件为一段高非线性色散移位光纤,连续泵浦光和连续触发光混合后经高非线性色散移位光纤进行光谱展宽,形成超连续光谱。在一具体实施例中,高非线性色散移位光纤的二、三阶色散系数分别为-0.17ps2/km和0.0393ps3/km,非线性系数为15/W/km,损耗为10dB/km,长度为500m。本领域技术人员可以理解,在其它的实施例中,光谱展宽器件5也可以采用其它具有光谱展宽功能的器件。

在连续泵浦光和连续触发光混合后经高非线性光纤展宽的实施例中,连续触发光的波长可通过以下方式计算得到:

首先计算出连续泵浦光的最大调制不稳定点的相对频率Ω,其计算公式为:

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