[发明专利]一种布里渊动态光栅产生装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于非线性光纤光学技术领域，公开了一种布里渊动态光栅产生装置及方法。

背景技术

基于受激布里渊散射的布里渊动态光纤光栅（BrillouinDynamicGrating，BDG）技术是光纤通信及传感领域新兴的研究热点之一，相比于传统的光纤光栅，具有位置可调、光谱可调、快速重构等优势，在光纤分布式传感、可调谐光滤波器、光开关、光纤延迟线、光存储介质等方面有重要的应用价值。

为了产生稳定的BDG，光纤中相向传输的两束泵浦光要求偏振态一致，且频率间隔为所用光纤的布里渊偏移量。当前，构造两束泵浦光的方法有两种：双光源法和电光调制法。采用双光源法时，不但要求两个光源均具有超窄线宽，而且需要额外的频率计来锁定两光源的频率差，使其长时间内稳定在布里渊频移量；因此，该方案存在系统结构复杂且不易调谐的缺点。采用电光调制法时，两束泵浦光均来自于同一光源，一路泵浦光直接由光源输出，另一路泵浦光由单边带载波抑制调制产生。例如申请号为201510420967.X的发明专利公开了一种基于毛细管的布里渊散射动态光栅产生装置及方法，包括两条光路，一条光路为依次连接的激光器、耦合器、放大器、第一偏振控制器和非线性光纤，另一条从耦合器出发依次连接第二偏振控制器、调制器、偏振合束器最后回到非线性光纤，还包括同步控制器，同步控制器与激光器相连的同时通过微波信号源连接调制器；非线性光纤是以毛细管为载体的光纤，毛细管内部填充有折射内芯。这种方案由于只使用单个光源，简化了系统结构，且不受光源波长漂移的影响。但实现单边带载波抑制调制的电光调制器为光正交调制器（I/QModulator），它包含两个射频输入端口和三个直流偏置控制端口。为产生高质量的单边带载波抑制调制信号，两个射频输入端口注入的微波信号需保证等幅且相移量差为精确的π/2，此外三个直流偏置点需要精确设定，因此通常需要复杂的反馈稳定技术来保证系统的长期稳定工作。

发明内容

本发明为了解决现有技术采用双光源法存在的结构复杂不易调谐的问题以及采用电光调制法存在的需要复杂的反馈稳定技术来保证系统长期稳定工作的问题，而提供一种布里渊动态光栅产生装置及方法，具有结构简单、便于调谐，并且能够长期稳定工作的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种布里渊动态光栅产生装置，其特征在于，包括依次连接的激光源、偏振调制器、第一偏振控制器、检偏器、第二偏振控制器、可调差分群延迟器、第三偏振控制器和第一偏振分束器，所述偏振调制器还连接有微波源，所述第一偏振分束器的B端口依次连接有第一光纤放大器、第一光隔离器、第四偏振控制器和光纤，所述第一偏振分束器的C端口依次连接有第二光纤放大器、第二光隔离器、第五偏振控制器，所述第五偏振控制器连接有第二偏振分束器，并且第五偏振控制器与第二偏振分束器的B端口连接，所述光纤与第二偏振分束器的A端口连接，所述第二偏振分束器的C端口依次连接有光环形器和第六偏振控制器，所述第六偏振控制器输入有待测信号。

一种布里渊动态光栅产生方法，其特征在于，激光源输出激光注入偏振调制器，偏振调制器的射频端口连接微波源的输出，经偏振调制器调制后的光信号由第一偏振控制器调节入射到检偏器的偏振态，检偏器的输出经过第二偏振控制器调节偏振态后注入到可调差分群延迟器的输入端，可调差分群延迟器的输出信号经第三偏振控制器调节偏振态后入射到第一偏振分束器的A端口，第一偏振分束器将A端口输入信号分为两路泵浦光，分别由第一偏振分束器的B端口和C端口输出；

第一路泵浦光由第一偏振分束器的B端口输出并注入第一光纤放大器，经第一光纤放大器放大后入射到第一光隔离器，第一光隔离器的出射光被第四偏振控制器调节偏振态后入射到光纤中，在光纤中传输后的第一泵浦光进入第二偏振分束器的A端口；

第二路泵浦光由第一偏振分束器的C端口输出并注入到第二光纤放大器，经第二光纤放大器放大后通过第二光隔离器入射到第五偏振控制器，第五偏振控制器调节第二路泵浦光的偏振状态，并与第二偏振分束器的B端口相连；

待测信号经第六偏振控制器调节偏振态后输入光环形器的a端口，并由光环形器的b端口输出，光环形器的b端口与第二偏振分束器的C端口相连，从第二偏振分束器C端口输入的信号经第二偏振分束器的A端口输出并进入光纤，待测信号在光纤传输时被产生的布里渊动态光栅反射，反射信号从第二偏振分束器的A端口进入，并经第二偏振分束器的C端口出射，第二偏振分束器的C端口出射的反射信号注入光环形器的b端口，最终由光环形器的c端口输出。