引用本文:
郝红甜,刘柯,周雪芳,等. 基于NPR效应的多波长SOA光纤激光器[J]. 光通信技术,2020,44(8):31-34.
郝红甜,刘 柯,周雪芳*,王希杰
(杭州电子科技大学 通信工程学院,杭州310018)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了实现稳定的多波长输出,设计了一种基于半导体光放大器(SOA)的非线性偏振旋转(NPR)效应的多波长光纤激光器。该激光器利用SOA的NPR效应,将SOA与其它偏振器件组合引起强度相关损耗(IDL),抑制SOA均匀加宽线宽内的模式竞争,在室温下实现了波长间隔为0.63 nm的35个稳定的多波长输出。此外,通过偏振调节实现了12 nm的波长调谐。最后,实验验证了增加保偏光纤(PMF)长度能够实现更小波长间隔的稳定多波长输出。
关键词:多波长光纤激光器;模式竞争;非线性偏振旋转;强度相关损耗;sagnac环
中图分类号:TN253 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)08-0031-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.08.008
0 引言
多波长光纤激光器因其输出波长数量多、光束质量好、插入损耗小和结构紧凑等优点,在光通信、光传感、光检测技术以及微波光子学等领域得到了广泛的应用[1-3]。典型的多波长光纤激光器由增益介质和波长选择器构成。现有光纤激光器的研究证明,掺铒光纤放大器(EDFA)为均匀展宽介质,基于EDFA的光纤激光器会产生模式竞争效应,室温下很难实现稳定的多波长输出。对比EDFA,半导体光放大器(SOA)作为非均匀加宽增益介质,当波长间隔大于SOA均匀展宽线宽时能够实现稳定的多波长输出。因此,研究者们已设计出多种基于SOA的多波长光纤激光器[4-7]。文献[4]报道了一种基于SOA的线性腔双输出端口激光器,以Lyot-sagnac环作为滤波器,实现了波长间隔为2.8 nm的9个波长输出。文献[5]报道了一种基于SOA的光纤环形激光器,结合少模高双折射光纤的sagnac环作为滤波器,实现了波长间隔为2.1 nm的11个波长输出。为实现更多波长和更小间隔的多波长输出,文献[6]报道了基于非线性偏振旋转(NPR)效应的多波长SOA光纤激光器,以Lyot滤波器进行波长选择,实现了波长间隔为0.2 nm的153个波长输出,验证了NPR效应抑制均匀加宽线宽内模式竞争的作用,但此激光器很难在满足多波长输出的同时实现波长的调谐。
本文设计一种基于NPR效应的多波长SOA光纤激光器,以sagnac环作为滤波器件,实现稳定的多波长输出,在没有明显的波长数变化的情况下通过调节偏振控制器(PC)实现12 nm的波长调谐。另外,通过增加保偏光纤(PMF)长度,实现在更小波长间隔下的稳定多波长输出。
4 结束语
本文设计了一种基于NPR效应的多波长SOA光纤激光器,该激光器中的PC1-SOA-PC2-PDI联合体引起的IDT能够有效抑制SOA均匀加宽线宽的模式竞争效应,从而得到稳定的多波长输出。实验中,通过调节PC1~PC3实现了波长间隔为0.63 nm的35个稳定的多波长输出。另外,通过调节PC3,在波长数基本不变的情况下实现了12 nm的波长调谐范围。为了实现更小波长间隔的多波长激光输出,实验中使用了13.5 m的PMF,实现了波长间隔为0.33 nm的48个波长输出。还使用了71 m的PMF,实现了波长间隔为0.075 nm的240个波长输出,实验结果与仿真结果相符。本文设计的激光器结构简单、性能稳定,在室温下通过改变PMF长度能够实现更小波长间隔的稳定多波长输出。本文的不足之处在于环腔内光强过小导致多波长功率平坦度降低,因此在以后的实验中需要进一步调整SOA的驱动电流或输出耦合器的耦合比来增加腔内的光强度,从而增加多波长功率平坦度。