[发明专利]一种基于孤子光谱边带测量光纤色散的方法

摘要

本发明公开了一种基于孤子光谱边带测量光纤色散的方法，涉及超短脉冲测量领域。本发明通过波分复用器、增益光纤、偏振控制器、光纤隔离器、光纤起偏器、光纤耦合器、标准单模光纤、待测光纤和偏振控制器连接成环形腔来实现。使用光谱仪探测加载待测光纤前后激光器输出脉冲的凯利边带的变化情况，从光谱图得出各阶边带对中心波长的偏移量，利用最小二乘法线性拟合各阶边带对中心波长偏移量的平方与对应阶数的数据，即可得曲线的斜率，通过计算得到激光器加载待测光纤前后的总色散，简单数值计算即可求得待测光纤的色散。本发明适用于各种单模光纤色散的测量，可精确得出光纤的色散值，测量技术简单，计算方法简便。

主权项

一种基于孤子光谱边带测量光纤色散的方法，包括由波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、偏振控制器Ⅰ(4)、光纤隔离器(5)、光纤起偏器(6)、光纤耦合器(7)、标准单模光纤(8)、待测光纤(9)和偏振控制器Ⅱ(10)连接成环形腔；其特征在于：其具体步骤如下：a、泵浦源(1)输出的泵浦光通过波分复用器(2)的公共端耦合至掺铒光纤(3)，产生的激光经过光纤起偏器(6)、光纤隔离器(5)、三桨式偏振控制器Ⅰ(4)、掺铒光纤(3)、波分复用器(2)、挤压式偏振控制器Ⅱ(10)、待测光纤(9)、标准单模光纤(8)及光纤耦合器(7)，最终从光纤耦合器(7)的10％输出端口输出；b、激光脉冲从光纤耦合器(7)的10％输出端口输出后直接接到光谱仪进行光谱测量；c、实验时设定泵浦功率不变，调节腔内的偏振控制器Ⅰ(4)和偏振控制器Ⅱ(10)，获得稳定的锁模脉冲输出，光谱仪直接探测锁模脉冲具有边带特征的光谱，从光谱图中测量出各阶边带对中心波长的偏移量ΔλN，利用最小二乘法线性拟合各阶边带对中心波长偏移量的平方(ΔλN)2和对应阶数N，拟合出三条直线，分别为边带对中心波长偏移量的平方及其对应的全部边带阶数、边带对中心波长偏移量的平方及其对应的仅正数阶数和边带对中心波长偏移量的平方及其对应的仅负数阶数，从拟合图中即可知直线的斜率bx，其中x＝0,+,‑；d、假定所得孤子脉冲的脉冲线形为双曲正割，利用忽略三阶和高阶色散的凯利边带计算公式可知：(ΔλN)2＝(2λ02/(cDL))·N‑0.0787·λ04/(cτ)2；式中ΔλN为各阶边带对中心波长的偏移量，λ0为孤子脉冲的中心波长，c为真空中的光速，D为光纤色散参数，L为腔长，N为孤子脉冲光谱边带阶数，τ为孤子脉冲宽度，从公式中可以看出(ΔλN)2和N成线性关系，通过线性拟合得到公式中的斜率，经计算得到光纤激光器的总色散参数值；e、分别测量并计算光纤激光器加载待测光纤前后的总色散参数值，通过简单数值计算，可以得出待测光纤的色散值。