[发明专利]光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的方法

说明书

技术领域

本发明涉及非线性光纤光学领域，特别涉及一种光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的方法。

背景技术

超连续谱光源因其在光谱测量、生物医学成像、光学传感等众多领域的广泛应用而成为目前光学领域的一个研究热点。光纤中超连续谱的产生是基于光纤中各种非线性效应共同作用导致光谱极大展宽的结果。连续光泵浦产生的超连续谱相对脉冲泵浦产生的超连续谱具有以下优势：功率谱密度更高、相对强度噪声更低、频谱更加平坦。

在对连续光泵浦下超连续谱产生的研究中发现，调制不稳定性是超连续谱产生的主要物理机制之一。调制不稳定性是噪声的存在对稳态光场的调制，因此光场的非相干性可以增强调制不稳定性的发生。非相干光泵浦下超连续产生的物理过程为：泵浦光在调制不稳定性的作用下演化成一系列不规则脉冲，在反常色散条件下，脉冲进一步演化成孤子，由于泵浦随机噪声的存在，演化成的孤子参数各异。随后孤子在高阶色散和非线性作用下进行分裂，并同时产生与之相位匹配的色散波，导致了光谱的展宽。

对非相干光泵浦下超连续谱的产生进一步研究表明：泵浦光的随机振幅、相位都直接影响着超连续谱的产生。相位随机的自发辐射放大(ASE)光源与激光相比，在增强超连续谱的光滑性和输出功率水平上具有更好的效果。超连续谱的相对强度噪声(这对生物医学成像等应用并无不良影响)来自非线性效应如受激拉曼散射的发生过程，与泵浦相干性强弱无关。

根据光学相干理论，振幅与相位的随机起伏仅仅是衡量光场相干特性的一个方面，因此目前对光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的研究还不全面，光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的效率还有待提高。

发明内容

为克服上述技术的不足，本发明提供一种光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的方法。根据光学相干理论，光场的偏振特性与振幅和相位的随机起伏同属于光学相干理论的范畴。根据光场控制理论，偏振态是控制光场与物质间相互作用的一个非常重要的物理量。利用本方法可以通过控制泵浦光的偏振态来提高光纤中超连续谱产生的效率，同时提高超连续谱的平坦型。

本发明的技术方案如下：

一种光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的方法，包括：

将非相干光耦合入滤波器中，得到滤波后的非相干光，其中，滤波器的中心波长位于高非线性保偏光纤的弱反常色散区；

将滤波后的非相干光耦合入起偏器中，得到线偏振的非相干光；以及

将线偏振的非相干光作为泵浦光耦合入高非线性保偏光纤中，在高非线性保偏光纤的输出端得到超连续谱。

优选地，在将线偏振的非相干光耦合入高非线性保偏光纤中之前，将线偏振的非相干光耦合入光纤放大器进行放大。

可选地，非相干光可以来自自光辐射二极管(LED)光源、超辐射二极管(SLED)光源或自发辐射放大(ASE)光源等非相干光源。

可选地，起偏器为光纤起偏器。

可选地，高非线性保偏光纤为普通结构高非线性保偏光纤或微结构高非线性保偏光纤。

可选地，滤波器为光纤滤波器。

可选地，滤波器为阵列波导光栅。

本发明的有益效果是：利用本发明方法可以在相同泵浦功率下实现频谱更加平坦的超连续谱。

附图说明

图1是本发明实施例1的流程图；

图2是根据本发明实施例1的ASE光源的光谱图；

图3是根据本发明实施例1的ASE光源经过AWG全部通道滤波后的光谱图；

图4是根据本发明实施例1的方法的实验装置示意图；

图5是根据本发明实施例1的方法得到的超连续谱；以及

图6是本发明实施例1的流程图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例和附图进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不局限于下面的实施例。

实施例1

如图1所示，在本实施例中，一种光纤中非相干光泵浦下超连续谱产生的方法包括下述步骤：

S101：将非相干光耦合入滤波器中，得到滤波后的非相干光，其中，滤波器的中心波长位于高非线性光纤的弱反常色散区；

S102：将滤波后的非相干光耦合入起偏器中，得到线偏振的非相干光；

S103：将线偏振的非相干光耦合入放大器中进行放大；以及

S104：将放大后的线偏振的非相干光作为泵浦光耦合入高非线性光纤中，泵浦光的频谱在高非线性光纤中进行极大展宽，在高非线性光纤的输出端得到超连续谱。