[发明专利]基于级联受激布里渊散射效应的波长稳频系统

说明书

本发明公开了一种基于级联受激布里渊散射效应的波长稳频系统，包括可调单频激光器（1），相位调制器（2），信号发生器（3），光环行器（4），多波长布里渊掺饵光纤激光器（5），可调光滤波器（6），光电探测器（7），微波混频器（8），频率跟踪系统（9）。本系统将级联受激布里渊散射效应用于波长稳频系统中，级联受激布里渊散射效应产生的多波长布里渊激光作为稳频的探测光，配合可调滤波器实现高精度的波长稳定，稳定精度可以提高20~50倍。本发明设计合理，采用级联受激布里渊散射效应，实现高精度的光波长稳定。

技术领域

本发明涉及波长稳频系统，具体为一种基于级联受激布里渊散射效应的高精度波长稳频系统，包括可调单频激光器、相位调制器、信号发生器、光环形器、多波长布里渊掺铒光纤激光器、可调光滤波器、光电探测器、微波混频器、频率跟踪系统。

背景技术

稳定的窄线宽光波长频率输出不仅提高激光器本身的基本性能，而且可用于通信、传感等众多领域。目前波长频率稳定的主要方案为PDH(Pound-Drever-Hall)技术，基本原理是对单频光进行相位调制后进入参考的光学谐振腔，由于谐振峰附近会引入较大的相位变化，输出光就会有相应的强度调制结果，当单频光频率高于或低于谐振峰时，此强度信号相位正好相反，对此信号进行鉴相后，输出的电信号作用于可调单频激光器，实现激光器的波长频率稳定。研究者使用PDH技术实现了65Hz的单频布里渊光纤激光器(Y.Liu,etal.J.Lightwave Technol.35(9):1744-1749,2017.)，同时通过保偏光纤延时线的PDH方案实现了0.41kHz的单频布里渊光纤激光器(Y.Liu,et al.IEEE Photonic.Tech.L.26(2):169-172,2014.)。

上述方案的波长稳频精度取决于谐振腔的Q值大小，而Q值和腔长腔损有直接的关系，但是单波长光纤激光器限制了腔长腔损的优化，也就限制了波长的稳频精度。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的是提供一种基于级联受激布里渊散射效应的波长稳频系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于级联受激布里渊散射效应的波长稳频系统，包括可调单频激光器，相位调制器，信号发生器，光环行器，多波长布里渊掺饵光纤激光器，可调光滤波器，光电探测器，微波混频器，频率跟踪系统。

所述可调单频激光器的输出端与相位调制器的输入端相连，所述相位调制器的输出端与光环形器的第一端口相连，所述光环形器的第二端口与多波长布里渊掺饵光纤激光器相连，所述光环形器的第三端口与可调光滤波器的输入端相连，所述可调光滤波器的输出端与光电探测器的输入端相连，所述光电探测器的输出端与微波混频器的输入端相连，所述微波混频器的输出端与频率跟踪系统的输入端相连，所述微波混频器与信号发生器的输出端相连；所述频率跟踪系统的输出端与可调单频激光器的反馈端相连。

工作时，可调单频激光器作为多波长布里渊掺饵光纤激光器的泵浦光，经过相位调制器、光环行器的第一端口和第二端口进入多波长布里渊掺饵光纤激光器中，信号发生器与相位调制器相连，提供用于波长稳频的电信号，多波长布里渊掺饵光纤激光器基本原理是与级联受激布里渊散射效应，增益越大产生的波长数量越多，产生的激光通过光环行器的第二端口和第三端口与可调光滤波器相连，滤出的波长经光电探测器解调后与微波混频器相连，解调出的信号与信号发生器的电信号进行混频后进入频率跟踪系统，频率跟踪系统将混频后的低频信号滤出后反馈给可调单频激光器实现可调单频激光器的波长稳频。探测的波长阶数越高，可调单频激光器发出激光的稳定性越好，通过可调光滤波器选择波长的阶数，进而选择需要稳定的精度。

实现本发明上述所提供的基于级联受激布里渊散射效应的波长稳频系统，与现有技术相比，其优点与积极效果具体体现在，本系统将级联受激布里渊散射效应用于波长稳频系统中，级联受激布里渊散射效应产生的多波长布里渊激光作为稳频的探测光，配合可调滤波器实现高精度的波长稳定，稳定精度可以提高20～50倍。