本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)和光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于雙泵浦的C+L波段ASE光源的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

目前商用的寬帶光源多為超發(fā)光二極管(SLD)，但SLD的壽命較短、波長(zhǎng)穩(wěn)定性差、輸出功率低，并且由于空間相干性差，與單模光纖的禍合也受到了限制。與SLD相比，摻稀土元素光纖中產(chǎn)生的放大自發(fā)輻射(ASE)具有溫度穩(wěn)定性強(qiáng)、熒光譜線寬、輸出功率高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在光纖傳感系統(tǒng)(如光纖陀螺儀)和某些信號(hào)處理、光學(xué)層析和醫(yī)用光學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，稱之為超熒光光纖光源(SFS)。而通過(guò)在光纖中摻雜不同的稀土元素，如Nd3+,Yb3+等，可以很方便地獲得眾多波段的超熒光輸出，以滿足各種不同應(yīng)用的需要。1989年，有人提出了摻餌光纖光源的物理模型，并運(yùn)用激光器的速率方程對(duì)物理模型進(jìn)行了描述，奠定了摻餌光纖光源研究的理論基礎(chǔ)。Wysocki PF等人從90年代開始，對(duì)摻餌光纖光源進(jìn)行了比較全面的理論和實(shí)驗(yàn)研究。到1995年，他們研制的光源己能滿足慣導(dǎo)級(jí)光纖陀螺的應(yīng)用，其性能指標(biāo)為:輸出功率>10mW,譜寬>25nm。

在帶寬為C+L波段的寬帶超熒光光源研究方面，1999年，漢城大學(xué)Lee J.H等人首先提出了一種利用單程后向輸出熒光抽運(yùn)一段摻餌光纖。利用該光纖前向輸出熒光作種子光，從而得到了1540nm-1620nm波長(zhǎng)范圍的超熒光輸出。使熒光譜帶寬達(dá)到了80nm。光源結(jié)構(gòu)，摻餌光纖工(EDFI)的長(zhǎng)度為135m,EDFII的長(zhǎng)度為200m。但光源的平坦度不夠理想，主要是L波段上的超熒光光譜功率相對(duì)較弱。2000年，Berendt M 0等人提出了一種拓展光譜帶寬的新結(jié)構(gòu)，該光源的設(shè)計(jì)思想是利用一個(gè)隔離器將兩段摻餌光纖分開，1464nm的抽運(yùn)光通過(guò)抽運(yùn)禍合器進(jìn)入摻餌光纖。前向超熒光是由兩段光纖長(zhǎng)度共同決定的，即其輸出光譜為L(zhǎng)波段。而后向輸出的超熒光由于隔離器的作用，只由lOm長(zhǎng)的短摻餌光纖決定，其輸出光譜為C波段，最后用一個(gè)30/70的禍合器將前向和后向的超熒光混合輸出，從而得到C+L波段的寬帶超熒光光源。2004年，南開大學(xué)通過(guò)對(duì)雙程后向摻餌光源進(jìn)行優(yōu)化，得到的最大輸出功率為30.6mW，光光轉(zhuǎn)換效率為42，平均波長(zhǎng)1544.4nm,3dB帶寬29.2nm。

商用的摻餌光纖超熒光光源都具有溫度穩(wěn)定性強(qiáng)，超熒光譜線寬，輸出功率高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。它們?cè)诠鈻艂鞲小⒐饫w陀螺、EDFA測(cè)量、光纖探測(cè)器、光譜測(cè)試以及低成本接入網(wǎng)等很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外商用的C+L波段放大自發(fā)輻射寬帶光源也在不斷的推出，如JDSU公司的BBS 1560,ANDO公司的AQ4315A以及深圳朗光科技有限公司的放大自發(fā)輻射-CL等代表性的幾種寬帶光源，均能為用戶提供10-13dBm左右功率的C+L波段放大自發(fā)輻射譜。

因此，需要一種能有效地通過(guò)使用較短的摻鉺光纖就可以實(shí)現(xiàn)較為平坦較為C+L波段的ASE光源的實(shí)現(xiàn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)C+L波段ASE光源的系統(tǒng)，包括依次連接的光纖全反鏡、第一波分復(fù)用器、連接至所述第一波分復(fù)用器1550端的第一摻餌光纖EDFL、第二波分復(fù)用器、連接至所述第二波分復(fù)用器1550端連接的第二摻餌光纖EDFC，其中所述第一波分復(fù)用器的976端與第一泵浦源相連接，所述第二波分復(fù)用器的976端與第二泵浦源相連接。

優(yōu)選地，所述泵浦源包括半導(dǎo)體激光器和尾纖，所述半導(dǎo)體激光器的中心波長(zhǎng)為976nm，平均功率大于200mW，所述尾纖為單模光纖。

優(yōu)選地，光纖全反鏡通過(guò)熔接分光比為50:50耦合器的兩個(gè)輸出端制成。

優(yōu)選地，所述波分復(fù)用器的型號(hào)為976/500，波分復(fù)用器有兩種輸出端，三段端尾纖，其中尾纖為單模光纖，其中兩端為1550端，一端為976端。

優(yōu)選地，所述第一摻餌光纖EDFL采用特種的L波段的摻鉺光纖，相比于EDFC，EDFL在L波段具有較強(qiáng)的增益，EDFL用前向產(chǎn)生L波段ASE，利用光纖全反鏡使得L波段的二次吸收效率明顯提升，縮短了所用的EDFL的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述第一泵浦源發(fā)出的泵浦光束通過(guò)第一波分復(fù)用器進(jìn)入所述的第一摻餌光纖EDFL進(jìn)行泵浦，形成L波段的輸出。

優(yōu)選地，所述第二泵浦源發(fā)出的泵浦光束通過(guò)第二波分復(fù)用器進(jìn)入所述的第二摻餌光纖EDFC進(jìn)行泵浦，形成C波段的輸出。

優(yōu)選地，所述第一摻鉺光纖EDFL長(zhǎng)度為12m，在976nm的吸收率為8dB/m。

優(yōu)選地，所述第二摻鉺光纖EDFC長(zhǎng)度為8米，在976nm的吸收率為4dB/m。

優(yōu)選地，所述光纖全反鏡包括光纖耦合器，所述耦合器的分光比k＝0.50。

本發(fā)明直接通過(guò)C波段和L波段ASE光源拼接而實(shí)現(xiàn)C+L波段的ASE光源，直接通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)LD泵浦源實(shí)現(xiàn)光源平坦度的改變，從而實(shí)現(xiàn)使用較短的摻鉺光纖得到較為平坦較為C+L波段的ASE光源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)緊湊，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，易于產(chǎn)品化。

應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說(shuō)明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對(duì)本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。

附圖說(shuō)明

參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)本發(fā)明實(shí)施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1示意性示出可實(shí)現(xiàn)C+L波段ASE光源的系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖2示意性示出通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)LD的泵浦功率后輸出激光的光譜。

圖3示意性示出光纖全反鏡結(jié)構(gòu)的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

通過(guò)參考示范性實(shí)施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實(shí)現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實(shí)施例；可以通過(guò)不同形式來(lái)對(duì)其加以實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明書的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。

本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的C+L波段ASE光源的實(shí)現(xiàn)方法，直接通過(guò)C波段和L波段ASE光源拼接而實(shí)現(xiàn)C+L波段的ASE光源，直接通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)LD泵浦源實(shí)現(xiàn)光源平坦度的改變，從而實(shí)現(xiàn)使用較短的摻鉺光纖得到較為平坦較為C+L波段的ASE光源。

圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一種基于雙泵浦的可實(shí)現(xiàn)C+L波段ASE光源的系統(tǒng)。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的可實(shí)現(xiàn)C+L波段ASE光源的系統(tǒng)，包括依次連接的光纖全反鏡4、第一波分復(fù)用器31、連接至所述第一波分復(fù)用器31的1550端的第一摻餌光纖EDFL21、第二波分復(fù)用器32、連接至所述第二波分復(fù)用器32的1550端連接的第二摻餌光纖EDFC22，其中所述第一波分復(fù)用器31的976端與第一泵浦源11相連接，所述第二波分復(fù)用器32的976端與第二泵浦源12相連接。

泵浦源11和12包括半導(dǎo)體激光器和尾纖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，半導(dǎo)體激光器的中心波長(zhǎng)為976nm，生產(chǎn)公司為JDSU，平均功率大于200mW，所述尾纖優(yōu)選為單模光纖。泵浦源11和12發(fā)出的泵浦光束分別通過(guò)波分復(fù)用器分別進(jìn)入第一摻餌光纖EDFL21和第二摻餌光纖EDFC22進(jìn)行泵浦。

摻鉺光纖分別為L(zhǎng)波段的摻鉺光纖(EDFL)和C波段的摻鉺光纖(EDFC)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,第一摻鉺光纖EDFL21為L(zhǎng)波段的摻鉺光纖，長(zhǎng)度為12m，生產(chǎn)公司為Nufern，在976nm的吸收率為8dB/m。第二摻鉺光纖EDFC22為C波段的摻鉺光纖，長(zhǎng)度為8米，生產(chǎn)公司為Nufern，在976nm的吸收率為4dB/m。EDFL和EDFC的區(qū)別在于EDFL在L波段有較強(qiáng)的增益。EDFC一般的結(jié)構(gòu)很難出L波段的ASE光，而EDFL比較容易出L波段的ASE光，所述EDFC產(chǎn)生了前向和后向的C波段的光，然后后向的光也被全反鏡反射進(jìn)入EDFL進(jìn)而又產(chǎn)生了一部分L波段的光，L波段的光主要還是EDFL激發(fā)的。

光纖全反鏡4的目的在于反射EDFL和EDFC產(chǎn)生的C波段的光，使得摻餌光纖在長(zhǎng)度比較短的時(shí)候就產(chǎn)生了L波段的光。耦合比例為50:50光纖耦合器分光的兩端相連接構(gòu)成光纖全反鏡結(jié)構(gòu)，理論上具有全反鏡的效果，圖3示出了光纖全反鏡結(jié)構(gòu)的工作原理圖，光纖全反鏡結(jié)構(gòu)通過(guò)熔接耦合器的兩個(gè)輸出端制成。當(dāng)信號(hào)光p_in從信號(hào)輸入端輸入時(shí)，在耦合器的兩個(gè)輸出端被分為兩束光，即沿圖中逆時(shí)針傳輸?shù)膒₁光和沿順時(shí)針傳輸?shù)膒₂光，這兩束光p₁和p₂經(jīng)過(guò)傳輸后再耦合器處相干，從信號(hào)輸入端輸出反射光p_r，從信號(hào)輸出端輸出透射光p_t。設(shè)耦合器分光比為k，在忽略耦合器本身?yè)p耗和光纖損耗的前提下，當(dāng)入射光功率為Pin時(shí)，反射功率為Pr和透射功率為Pt，分別為

Pr＝4k(1-k)Pin

Pt＝(1-2k2)Pin

由上述兩式可得全反鏡FLM的反射率R和透射率T分別為

R＝4k(1一k)

T＝(1一2k)²

因此當(dāng)k＝0.50時(shí)，R＝1,T＝O,全反鏡FLM具有最高反射率，起到全反射鏡的作用。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，耦合器的分光比為50:50，即分光比k＝0.5。

參見圖1，當(dāng)從泵浦源11出來(lái)的泵浦光經(jīng)過(guò)波分復(fù)用器31進(jìn)入摻鉺光纖21(EDFL)產(chǎn)生前向C波段的ASE光，光纖全反鏡4用來(lái)將后向的C波段的光反射回系統(tǒng)中，在摻鉺光纖21(EDFL)中實(shí)現(xiàn)二次吸收進(jìn)而產(chǎn)生L波段的ASE光。

當(dāng)從泵浦源12出來(lái)的泵浦光經(jīng)過(guò)波分復(fù)用器32進(jìn)入摻鉺光纖22EDFC中，直接產(chǎn)生前后向的C波段的ASE光，前向的ASE光通過(guò)APC輸出，后向的ASE光經(jīng)過(guò)EDFL到達(dá)光纖全反鏡4，被光纖全反鏡4反射到泵浦摻鉺光纖21EDFL產(chǎn)生L波段的ASE光。

下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出泵浦功率比與ASE光的平坦度的關(guān)系圖譜，進(jìn)一步驗(yàn)證可通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)LD的泵浦功率來(lái)調(diào)整輸出功率和ASE光的平坦度。

其中，C+L波段的ASE光源的平坦度計(jì)算公式如下：

其中，F(xiàn)是平坦度，p_max是最大功率，p_min是最小的功率值，p_i是光譜上某一點(diǎn)的功率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)LD1和2的泵浦功率比分別為40mW和60mW時(shí)輸出譜線的平坦度最佳為5.147dBm，輸出功率為8mW，輸出激光的光譜如圖2所示。因此，本發(fā)明可直接通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)LD泵浦源實(shí)現(xiàn)光源平坦度的改變。

本發(fā)明通過(guò)使用較短的摻鉺光纖產(chǎn)生較為平坦較為C+L波段的ASE光源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)緊湊，光纖的長(zhǎng)度相對(duì)較小，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，易于產(chǎn)品化。

結(jié)合這里披露都是易于想到和理解的。說(shuō)明和實(shí)施例僅的本發(fā)明的說(shuō)明和實(shí)踐，本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真正范圍和主旨均由權(quán)利要求所限定。