光控動態超短光脈衝波形合成器的製造方法
2023-06-06 01:27:56 2
光控動態超短光脈衝波形合成器的製造方法
【專利摘要】本發明公開一種光控動態超短光脈衝波形合成器，涉及光通信、雷射領域。包括，鎖模雷射器（1）、第一至第N2×2光耦合器（71、72、……、7N）、第一至第N1×2光耦合器（81、82、……、8N）、第一至第N微環諧振腔陣列（61、62、……、6N）、第一至第N泵浦光源（31、32、……、3N）、摻鉺光纖放大器（2）、光電探測器（5）、比特發生器（4）、光功率分配器（10）、光網絡分析儀（9）。第一至第N2×2光耦合器的第二、第三埠分別連接第一至第N微環諧振腔陣列，構成超短光脈衝波形合成部分；比特發生器的輸出經第一至第N泵浦光源與第一至第N1×2光耦合器第三埠相連，構成光反饋調諧部分。
【專利說明】光控動態超短光脈衝波形合成器
【技術領域】
[0001]本發明涉及光通信、雷射領域，尤其涉及一種光控動態超短光脈衝波形合成器。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，尤其是信息技術的飛速進步，超短雷射脈衝呈現出日新月異的發展，人們已產生了皮秒乃至飛秒級的超短脈衝。目前基於鎖模技術的傳統超短光脈衝產生方案，通常只能輸出高斯形或雙曲正割形脈衝，不能滿足特殊應用場合的需要。
[0003]超短光脈衝波形合成方案主要包括:(1)基於空間4？傅立葉變換的超短光脈衝波形合成系統:主要由一對衍射光柵、透鏡和一個脈衝整形模板組成，其中衍射光柵起到將光脈衝的各光頻成分擴散和重新組合的作用；透鏡起到傅立葉變換和反變換的作用；模板相當於空間調製器或空間濾波器，通過設計不同的模板對各光頻率成分的幅度或相位進行調節，使得輸出的光脈衝波形發生變化。但是，由於採用衍射光柵和透鏡體光學器件，這種系統缺乏必要的緊湊性和牢固度，空間震動和元件光潔度等會對脈衝整形質量造成影響。(2)基於光纖光柵的超短光脈衝波形合成系統，如？.061^01)011108等人利用特殊設計的超結構光纖布拉格光柵，獲得了矩形超短光脈衝[9.^61:1-01)011108, 1.1138611,八.0.￡1118, 0.了.￠1118613886(1 011 ￠11186 1-081181)111?
118111? 8 81^)6181:11101:1116(1 11)361,0？ [土邑匕七界&乂一 1601111010^7,
2001，19(5): 746-752] #6221等人採用光柵同向耦合器，獲得了三角形超短光脈衝[如抑^8111'&1^1, 1111^ 11， 80^)1116 尺0(^6116， 了088 八28118， ^ 8111)61-11111111181 8^806~1:0~1: 11116111 ^81:111^-888181:6(1 00-(11^601:101181 0011^) 161^8, 0^)1:108 2x1^688， 2013，
21(5): 6249-6256]。但是，光纖光柵一旦製成其結構參數固定，光譜響應性能不能改變，致使為獲得多種光脈衝波形，需要預定與之匹配的多個光纖光柵，調節靈活性差，成本較高。
[0004]綜上所述，目前超短光脈衝波形合成系統結構複雜、成本較高，極大地限制了雷射、光通信領域的發展。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:克服現有超短光脈衝波形合成器暴露出的不足，提出一種低成本、可靈活調節的光控動態超短光脈衝波形合成器。
[0006]本發明的技術方案:
本發明提出一種光控動態超短光脈衝波形合成器，包括，鎖模雷射器、第一至第8 2X2光耦合器、第一至第~ 1 X 2光耦合器、第一至第~微環諧振腔陣列、第一至第~泵浦光源、摻鉺光纖放大器、光電探測器、比特發生器、光功率分配器、光網絡分析儀；其構成器件的連接:
鎖模雷射器的輸出與第一 2X2光稱合器的第一埠連接，構成超短光脈衝輸入部分；第一至第~ 2X2光耦合器的第二埠和第三埠分別與第一至第~微環諧振腔陣列相連，第一至第~ 2X2光耦合器的第四埠分別與第一至第~ 1X2光耦合器的第一埠相連，構成超短光脈衝波形合成部分；
第一至第化1 1X2光耦合器的第二埠分別與第二至第~ 2X2光耦合器的第一埠相連，第~ 1X2光耦合器的第二埠經摻鉺光纖放大器與光電探測器輸入連接，光電探測器的輸出連接光功率分配器的輸入埠相連，光功率分配器的第一輸出埠連接比特發生器的輸入，比特發生器的輸出分別連接第一至第~泵浦光源的輸入，第一至第~泵浦光源的輸出分別連接第一至第~ 1X2光耦合器的第三埠，構成光反饋調諧部分；
光功率分配器的第二輸出埠與光網絡分析儀相連，構成超短光脈衝波形檢測部分；所述的超短光脈衝輸入部分、超短光脈衝波形合成部分、光反饋調諧部分、超短光脈衝波形檢測部分，構成光控動態超短光脈衝波形合成器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為光控動態超短光脈衝波形合成器，整數，1^1^9整數的結構示意圖。
[0008]圖2為光控動態超短光脈衝波形合成器，~取2，1取1的結構示意圖。
[0009]圖3為光控動態超短光脈衝波形合成器，~取9，1取9的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0011]實施例一，如圖1，一種光控動態超短光脈衝波形合成器包括，鎖模雷射器1、第一至第?2X2光耦合器71、72、……、7隊第一至第?1 X2光耦合器81、82、……、剛、第一至第?微環諧振腔陣列61、62、……、6隊第一至第?泵浦光源31、32、……、3隊摻鉺光纖放大器2、光電探測器5、比特發生器4、光功率分配器10、光網絡分析儀9。上述各器件的連接如下:
鎖模雷射器1的輸出與第一 2X2光稱合器71的第一埠連接,構成超短光脈衝輸入部分；
第一至第?2X2光耦合器71、72、……、7?的第二埠和第三埠分別與第一至第?
微環諧振腔陣列61、62、......、6~相連，第一至第X 2X2光稱合器的第四埠分別與第一至第X 1X2光稱合器81、82、......、8~的第一埠相連，構成超短光脈衝波形合成部分；
第一至第.1 1X2光耦合器81、82、……、8化1的第二埠分別與第二至第?2X2
光率禹合器72、......、7?的第一埠相連，第X 1X2光稱合器剛的第二埠經摻鉺光纖放大器2與光電探測器5的輸入連接，光電探測器5的輸出與光功率分配器10的輸入埠相連，光功率分配器10的第一輸出埠連接比特發生器4的輸入，比特發生器4的輸出分別連接第一至第?泵浦光源31、32、……、3?的輸入，第一至第?泵浦光源31、32、……、3?的輸出分別連接第一至第~ 1父2光耦合器81、82、……、8~的第三埠，構成光反饋調諧部分；
光功率分配器10的第二輸出埠與光網絡分析儀9相連，構成超短光脈衝波形檢測部分；
所述的第一微環諧振腔陣列61由第一一微環諧振腔611、第一二微環諧振腔612、……、第一 I微環諧振腔611相互串聯構成； 所述的第二微環諧振腔陣列62由第二一微環諧振腔621、第二二微環諧振腔622、……、第二 1微環諧振腔621相互串聯構成；
，
所述的第~微環諧振腔陣列6^由第~一微環諧振腔6[、第~ 二微環諧振腔6吧、……、第匪微環諧振腔6匪相互串聯構成；
所有的微環諧振腔均由平面波導集成製作，或均由雙錐微細光纖自纏繞耦合製作。
[0012]2彡?彡9整數；1彡1彡9 ；
所述的超短光脈衝輸入部分、超短光脈衝波形合成部分、光反饋調諧部分、超短光脈衝波形檢測部分，構成光控動態超短光脈衝波形合成器。
[0013]實施例二，如圖2，一種光控動態超短光脈衝波形合成器包括，鎖模雷射器1、第一、第二 2X2光稱合器71、72、第一、第二 1X2光稱合器81、82、第一、第二微環諧振腔61、62、第一、第二泵浦光源31、32、摻鉺光纖放大器2、光電探測器5、比特發生器4、光功率分配器10、光網絡分析儀9。上述各器件的連接如下:
鎖模雷射器1的輸出與第一 2X2光稱合器71的第一埠連接,構成超短光脈衝輸入部分；
第一、第二 2X2光耦合器71、72的第二埠和第三埠分別與第一、第二微環諧振腔61、62相連，第一、第二 2X2光稱合器的第四埠分別與第一、第二 1X2光稱合器81、82的第一埠相連，構成超短光脈衝波形合成部分；
第一 1 X 2光耦合器81的第二埠與第二 2 X 2光耦合器72的第一埠連接、第二 1 X 2光率禹合器82的第二埠經摻鉺光纖放大器2與光電探測器5的輸入連接，光電探測器5的輸出與光功率分配器10的輸入埠相連，光功率分配器10的第一輸出埠連接比特發生器4的輸入，比特發生器4的輸出分別連接第一、第二泵浦光源31、32的輸入，第一、第二泵浦光源31、32的輸出分別連接第一、第二 1X2光耦合器81、82的第三埠，構成光反饋調諧部分；
光功率分配器10的第二輸出埠與光網絡分析儀9相連，構成超短光脈衝波形檢測部分；
所述的第一、第二微環諧振腔61、62均由平面波導集成製作，或均由雙錐微細光纖自纏繞耦合製作；
所述的超短光脈衝輸入部分、超短光脈衝波形合成部分、光反饋調諧部分、超短光脈衝波形檢測部分，構成光控動態超短光脈衝波形合成器。
[0014]實施例三，如圖3，一種光控動態超短光脈衝波形合成器包括，鎖模雷射器1、第一至第九2X2光耦合器71、72、……、79、第一至第九1X2光耦合器81、82、……、89、第一至第九微環諧振腔陣列61、62、……、69、第一至第九泵浦光源31、32、……、39、摻鉺光纖放大器2、光電探測器5、比特發生器4、光功率分配器10、光網絡分析儀9。上述各器件的連接如下:
鎖模雷射器1的輸出與第一 2X2光稱合器71的第一埠連接,構成超短光脈衝輸入部分；
第一至第九2X2光耦合器71、72、……、79的第二埠和第三埠分別與第一至第九微環諧振腔陣列61、62、......、69相連，第一至第九2X2光稱合器的第四埠分別與第一至第九1X2光稱合器81、82、......、89的第一埠相連，構成超短光脈衝波形合成部分；
第一至第八1 X 2光耦合器81、82、……、88的第二埠分別與第二至第九2 X 2光耦合器72、......、79的第一埠相連，第九1 X 2光稱合器89的第二埠經摻鉺光纖放大器2
與光電探測器5的輸入連接，光電探測器5的輸出與光功率分配器10的輸入埠相連，光功率分配器10的第一輸出埠連接比特發生器4的輸入，比特發生器4的輸出分別連接第一至第九泵浦光源31、32、......、39的輸入，第一至第九泵浦光源31、32、......、39的輸出分別連接第一至第九1X2光耦合器81、82、……、89的第三埠，構成光反饋調諧部分；光功率分配器10的第二輸出埠與光網絡分析儀9相連，構成超短光脈衝波形檢測部分；
所述的第一微環諧振腔陣列61由第一一微環諧振腔611、第一二微環諧振腔612、……、第一九微環諧振腔619相互串聯構成；
所述的第二微環諧振腔陣列62由第二一微環諧振腔621、第二二微環諧振腔622、……、第二九微環諧振腔629相互串聯構成；
，
所述的第九微環諧振腔陣列69由第九一微環諧振腔691、第九二微環諧振腔692、……、第九九微環諧振腔699相互串聯構成；
所有的微環諧振腔均由平面波導集成製作，或由雙錐微細光纖自纏繞耦合製作。
[0015]所述的超短光脈衝輸入部分、超短光脈衝波形合成部分、光反饋調諧部分、超短光脈衝波形檢測部分，構成光控動態超短光脈衝波形合成器。
【權利要求】
1.一種光控動態超短光脈衝波形合成器，其特徵在於，該合成器包括:鎖模雷射器(I)、第一至第N 2X2光耦合器(71、72、……、7N)、第一至第N I X 2光耦合器(81、82、……、SN)、第一至第N微環諧振腔陣列(61、62、……、6N)、第一至第N泵浦光源(31、32、……、3N)、摻鉺光纖放大器(2)、光電探測器(5)、比特發生器(4)、光功率分配器(10)、光網絡分析儀(9)； 所述各器件間的連接: 鎖模雷射器(I)的輸出與第一 2X2光稱合器(71)的第一埠連接,構成超短光脈衝輸入部分； 第一至第N 2X2光耦合器(71、72、……、7N)的第二埠和第三埠分別與第一至第N微環諧振腔陣列(61、62、……、6N)相連，第一至第N 2X2光耦合器的第四埠分別與第一至第N I X 2光稱合器(81、82、......、8N)的第一埠相連,構成超短光脈衝波形合成部分； 第一至第N-1 1X2光耦合器(81、82、……、8N_1)的第二埠分別與第二至第N 2X2光率禹合器(72、......、7N)的第一埠相連,第N 1X2光稱合器(8N)的第二埠經摻鉺光纖放大器(2)與光電探測器(5)的輸入連接，光電探測器(5)的輸出與光功率分配器(10)的輸入埠相連，光功率分配器(10)的第一輸出埠連接比特發生器(4)的輸入，比特發生器(4)的輸出分別連接第一至第N泵浦光源(31、32、……、3N)的輸入，第一至第N泵浦光源(31、32、……、3N)的輸出分別連接第一至第N 1X2光耦合器(81、82、……、8N)的第三埠，構成光反饋調諧部分； 光功率分配器(10)的第二輸出埠與光網絡分析儀(9)相連，構成超短光脈衝波形檢測部分； 所述的第一微環諧振腔陣列(61)由第一一微環諧振腔(611)、第一二微環諧振腔(612)、……、第一 M微環諧振腔(61M)相互串聯構成； 所述的第二微環諧振腔陣列(62)由第二一微環諧振腔(621)、第二二微環諧振腔(622)、……、第二 M微環諧振腔(62M)相互串聯構成； 所述的第N微環諧振腔陣列(6N)由第N—微環諧振腔(6N1)、第N 二微環諧振腔(6N2 )、……、第匪微環諧振腔(6NM)相互串聯構成； 2彡N彡9整數；1彡M彡9 ; 所述的超短光脈衝輸入部分、超短光脈衝波形合成部分、光反饋調諧部分、超短光脈衝波形檢測部分，構成光控動態超短光脈衝波形合成器。
2.根據權利要求1所述的一種光控動態超短光脈衝波形合成器，其特徵在於:所述的第一至第N微環諧振腔陣列(61、62、……、6N)中的所有微環諧振腔均由平面波導集成製作，或均由雙錐微細光纖自纏繞耦合製作。
3.根據權利要求1所述的一種光控動態超短光脈衝波形合成器，其特徵在於:所述的比特發生器(4)輸出為由O或I組成的N比特碼，共有2N種碼型。
4.根據權利要求1所述的一種光控動態超短光脈衝波形合成器，其特徵在於:所述的泵浦光源的輸出波長為980nm或1480nm，功率在(MTlOOmW間可調，調節精度0.5mW。
【文檔編號】H01S3/067GK104319606SQ201410652050
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優先權日:2014年11月17日
【發明者】董小偉, 倪品品 申請人:北方工業大學