一種半導體激光器線寬壓縮裝置制造方法

一種半導體激光器線寬壓縮裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半導體激光器線寬壓縮裝置，包括第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元，第一環(huán)形器與SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器順次相連，組合光纖環(huán)單元與可飽和吸收體單元、第一偏振控制器順次相連，第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元構成一個超長環(huán)形腔，第一環(huán)形器用于輸入待壓縮激光，并將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質，SBS發(fā)生介質用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應，產生與待壓縮激光傳輸方向相反的斯托克斯光，斯托克斯光在所述超長腔中循環(huán)運行，而待壓縮激光被可飽和吸收體單元的第二環(huán)形器阻斷。本發(fā)明的裝置不需要進行光電轉換，結構簡單。
【專利說明】一種半導體激光器線寬壓縮裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光通信及激光【技術領域】，更具體地，涉及一種半導體激光器線寬壓縮
裝置
【背景技術】
[0002]窄線寬半導體激光器在光通信和光傳感領域具有重要的用途，特別是相干光通信和高級調制格式的廣泛使用，對半導體激光器的線寬提出了更高的要求。實現(xiàn)半導體激光器線寬壓縮的技術途徑有很多種。Firooz Aflatouni和Hossein Hashemi等人提出了一種電光前饋壓縮方案(參見 “Light Source Independent Linewidth Reduction ofLasers, ”Proc.0FC’ 12，OfflG.6，2012)，該方案將半導體激光器的頻率噪聲通過延時干涉后轉換成為強度噪聲并經光電轉換后變?yōu)殡妷盒盘?；接著由壓控振蕩器將該電壓信號轉換成含有激光器相位噪聲成分的電信號；然后激光器輸出的光信號和壓控振蕩器輸出的電信號經過電光強度調制后得到含有相位噪聲相加和相抵消的頻譜分量；最后通過單邊帶調制消除相位噪聲相加的頻譜分量而僅得到相位噪聲相抵消的頻譜分量從而達到壓縮線寬的目的。該方案最大的不足是需要光電轉換和強度調制，結構復雜。
[0003]美國專利US7620081B2公開了一種實時壓縮半導體激光器線寬的方案，利用電負反饋方法將半導體激光器的頻率噪聲轉化為反饋電流信號，通過負反饋回路調制激光器的注入電流，實時補償半導體激光器的頻率變化，從而實現(xiàn)半導體激光器的線寬壓縮。該方案需要光電轉換，能夠消除噪聲的帶寬有限。
【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種半導體激光器線寬壓縮裝置，其目的在于通過超長環(huán)形腔壓縮激光器中每個縱模的線寬，并結合SBS超窄帶增益譜以及組合光纖環(huán)、可飽和吸收體等多重選模結構實現(xiàn)單縱模運轉和輸出，從而在此基礎上完成實對半導體激光器的線寬壓縮。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體激光器線寬壓縮裝置，包括第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元，第一環(huán)形器與SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器順次相連，組合光纖環(huán)單元與可飽和吸收體單兀、第一偏振控制器順次相連，第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元構成一個超長環(huán)形腔，第一環(huán)形器用于輸入待壓縮激光，并將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質，SBS發(fā)生介質用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應，產生與待壓縮激光傳輸方向相反的Stokes光,并將Stokes光稱合進第一環(huán)形器，同時將待壓縮激光耦合進第一偏振控制器，待壓縮激光經第一偏振控制器傳輸?shù)娇娠柡臀阵w單元，可飽和吸收體單元的第二環(huán)形器用于通過對光束傳輸方向性的限制，阻斷待壓縮激光，第一環(huán)形器還用于將來自SBS發(fā)生介質的Stokes光與待壓縮激光分離,將Stokes光率禹合進入組合光纖環(huán)單元，組合光纖環(huán)單元用于將壓縮后的激光耦合輸出，并將部分Stokes光耦合到可飽和吸收體單元，可飽和吸收體單元的寬譜高反鏡用于反射Stokes光，第二環(huán)形器還用于將Stokes光稱合到第一偏振控制器,第一偏振控制器用于控制Stokes光的偏振態(tài)，使之與待壓縮激光的偏振態(tài)相匹配，Stokes光通過第一偏振控制器回到SBS發(fā)生介質，構成循環(huán)。
[0006]優(yōu)選地,組合光纖環(huán)單兀包括第一稱合器和第二稱合器，第一稱合器的第一端口用作組合光纖環(huán)單元的輸入端口，第一耦合器的第二端口與第二耦合器的第四端口通過光纖相連，第一耦合器的第三端口與第二耦合器的第一端口通過光纖相連構成環(huán)路，第一耦合器的第四端口用作組合光纖環(huán)單元的第一輸出端口，第二耦合器的第三端口用作組合光纖環(huán)單元的第二輸出端口。
[0007]優(yōu)選地，可飽和吸收體單元包括第二環(huán)形器、摻雜光纖、第二偏振控制器和寬譜高反鏡，第二環(huán)形器的第一端口用作可飽和吸收體單元的輸入端口，第二環(huán)形器的第二端口與摻雜光纖、第二偏振控制器、以及寬譜高反鏡順次相連，第二環(huán)形器的第三端口用作可飽和吸收體單元的輸出端口。
[0008]優(yōu)選地，組合光纖環(huán)單元構成等效的F-P濾波器，實現(xiàn)單縱模運轉，其自由光譜范圍在SBS增益譜-3dB帶寬的0.5-1倍之間，且F-P濾波器透射譜的每個透射峰的_3dB帶寬在環(huán)形腔的自由光譜范圍的1-2倍之間。
[0009]優(yōu)選地，摻雜光纖在Stokes光的作用下形成自適應光柵，所形成的自適應光柵的_3dB帶寬小于組合光纖環(huán)單元形成的F-P濾波器的自由光譜范圍。
[0010]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導體激光器線寬壓縮裝置，包括第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元，第一環(huán)形器與SBS發(fā)生介質相連，組合光纖環(huán)單元與可飽和吸收體單元相連，第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元構成一個超長環(huán)形腔，第一環(huán)形器用于輸入待壓縮激光，并將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質，SBS發(fā)生介質用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應，產生與待壓縮激光傳輸方向相反的Stokes光,將Stokes光稱合進第一環(huán)形器，同時將待壓縮激光耦合進可飽和吸收體單元，可飽和吸收體單元的第二環(huán)形器用于通過對光束傳輸方向性的限制，阻斷待壓縮激光，第一環(huán)形器還用于將來自SBS發(fā)生介質的Stokes光與待壓縮激光分離，使該Stokes光耦合進入組合光纖環(huán)單元，組合光纖環(huán)單元用于將壓縮后的激光耦合輸出，并將部分Stokes光耦合到可飽和吸收體單元，可飽和吸收體單元的寬譜高反鏡用于反射Stokes光,第二環(huán)形器還用于將Stokes光稱合到SBS發(fā)生介質,構成循環(huán)。
[0011]優(yōu)選地，組合光纖環(huán)單元包括第一耦合器和第二耦合器，第一耦合器的第一端口用作組合光纖環(huán)單元的輸入端口，第一耦合器的第二端口與第二耦合器的第四端口通過光纖相連，第一耦合器的第三端口與第二耦合器的第一端口通過光纖相連構成環(huán)路，第一耦合器的第四端口用作組合光纖環(huán)單元的第一輸出端口，第二耦合器的第三端口用作組合光纖環(huán)單元的第二輸出端口。
[0012]優(yōu)選地，可飽和吸收體單元包括第二環(huán)形器、摻雜光纖和寬譜高反鏡，第二環(huán)形器的第一端口用作可飽和吸收體單元的輸入端口，第二環(huán)形器的第二端口與摻雜光纖、以及寬譜高反鏡順次相連，第二環(huán)形器的第三端口用作可飽和吸收體單元的輸出端口。
[0013]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，能夠取得下列有益效果:[0014](I)本發(fā)明的裝置采取超長環(huán)形腔使半導體激光器的線寬壓縮了兩個數(shù)量級；
[0015](2)本發(fā)明的裝置利用SBS超窄帶增益譜以及組合光纖環(huán)、可飽和吸收體等多重選模結構實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模運轉和輸出，在壓縮線寬的同時還可提高邊模抑制比；
[0016](3)本發(fā)明的裝置采用全光的方法，不需要進行光電轉換，結構簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明半導體激光器線寬壓縮裝置的結構示意圖。
[0018]圖2是圖1中組合光纖環(huán)單元4的結構示意圖。
[0019]圖3是圖1中可飽和吸收體單元5的結構示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明半導體激光器線寬壓縮裝置的一個應用實例圖。
[0021]圖5是本發(fā)明半導體激光器線寬壓縮裝置的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明半導體激光器線寬壓縮裝置包括第一環(huán)形器1、SBS發(fā)生介質
2、第一偏振控制器3、組合光纖環(huán)單元4、以及可飽和吸收體單元5。
[0024]如圖2所示，組合光纖環(huán)單元4包括第一耦合器41和第二耦合器42，第一耦合器41的第一端口用作組合光纖環(huán)單兀4的輸入端口，第一稱合器41的第二端口與第二稱合器42的第四端口通過光纖相連,第一稱合器41的第三端口與第二稱合器42的第一端口通過光纖相連構成環(huán)路，第一I禹合器41的第四端口用作組合光纖環(huán)單兀4的第一輸出端口，第二率禹合器42的第三端口用作組合光纖環(huán)單兀4的第二輸出端口。
[0025]如圖3所示，可飽和吸收體單元5包括第二環(huán)形器51、摻雜光纖52、第二偏振控制器53和寬譜高反鏡54。第二環(huán)形器51的第一端口用作可飽和吸收體單元5的輸入端口，第二環(huán)形器51的第二端口與摻雜光纖52、第二偏振控制器53、以及寬譜高反鏡54順次相連，第二環(huán)形器51的第三端口用作可飽和吸收體單元5的輸出端口。
[0026]如圖1所示，第一環(huán)形器I的第一端口用作激光器線寬壓縮裝置的輸入端口，第一環(huán)形器I的第二端口與SBS發(fā)生介質2、第一偏振控制器3順次相連，第一環(huán)形器I的第三端口與組合光纖環(huán)單元4的輸入端口相連，組合光纖環(huán)單元4的第二輸出端口與可飽和吸收體單兀5、第一偏振控制器3順次相連。第一環(huán)形器1、SBS發(fā)生介質2、第一偏振控制器
3、組合光纖環(huán)單元4、以及可飽和吸收體單元5構成一個超長環(huán)形腔，組合光纖環(huán)單元4的第一輸出端口用作激光器線寬壓縮裝置的輸出端口。
[0027]第一環(huán)形器I用于通過第一端口輸入待壓縮激光，并通過第二端口將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質2。
[0028]SBS發(fā)生介質2用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應，產生與待壓縮激光傳輸方向相反的Stokes光,將Stokes光稱合進第一環(huán)形器I的第二端口，同時將待壓縮激光率禹合進第一偏振控制器3 ；Stokes光提供超窄帶的增益，SBS發(fā)生介質2是構成超長環(huán)形腔的主要部分，用于決定環(huán)形腔的自由光譜范圍。
[0029]第一偏振控制器3用于控制待壓縮激光的偏振態(tài),并使待壓縮激光傳輸?shù)娇娠柡臀阵w單元5的第二環(huán)形器51的第二端口。
[0030]可飽和吸收體單元5的第二環(huán)形器51通過對光束傳輸方向性的限制，用于阻斷待壓縮激光。
[0031]第一環(huán)形器I還用于將來自SBS發(fā)生介質2的Stokes光與待壓縮激光分離，使其通過第三端口耦合進入組合光纖環(huán)單元4，以便能在環(huán)形腔中循環(huán)運行。
[0032]組合光纖環(huán)單兀4用于將壓縮后的激光從第一輸出端口 I禹合輸出，并將部分Stokes光從第二輸出端口耦合到第二環(huán)形器51的第一端口。組合光纖環(huán)單元4構成等效的F-P濾波器，實現(xiàn)單縱模運轉，所構成的F-P濾波器的自由光譜范圍在SBS增益譜_3dB帶寬的0.5-1倍之間，且F-P濾波器透射譜的每個透射峰的_3dB帶寬在環(huán)形腔的自由光譜范圍的1_2倍之間。
[0033]可飽和吸收體單元5的寬譜高反鏡54用于反射Stokes光，第二環(huán)形器51還用于將Stokes光耦合到第一偏振控制器3 ;具體而言，進入可飽和吸收體單元5的Stokes光順次經過第二環(huán)形器51的第二端口、摻雜光纖52、第二偏振控制器53和寬譜高反鏡54，寬譜高反鏡54反射Stokes光使其按原路返回，并通過第二環(huán)形器51的第三端口耦合輸出到第一偏振控制器3。摻雜光纖52在Stokes光的作用下形成自適應光柵,實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模輸出。所形成的自適應光柵的_3dB帶寬小于組合光纖環(huán)單元4形成的F-P濾波器的自由光譜范圍。
[0034]第一偏振控制器3還用于控制Stokes光的偏振態(tài),使之與待壓縮激光的偏振態(tài)相匹配，Stokes光經第一偏振控制器返回到SBS發(fā)生介質2，構成循環(huán)。
[0035]應該注意的是，第一偏振控制器2和第二偏振控制器10不是必需的，SBS發(fā)生介質2、摻雜光纖52、第一環(huán)形器I以及第二環(huán)形器51都是保偏的結構。
[0036]下面簡述光束在本發(fā)明中裝置中的運轉:
[0037]待壓縮激光由第一環(huán)形器I的輸入端口進入激光器線寬壓縮裝置，從第一環(huán)形器I的第二端口耦合到SBS發(fā)生介質2中，發(fā)生SBS效應并產生與待壓縮激光運行方向相反Stokes光。然后待壓縮激光經過第一偏振控制器3到達可飽和吸收體單元5的輸出端口。由于可飽和吸收體單元5的輸出端口為第二環(huán)形器51的第三端口，光不能由第二環(huán)形器51的第三端口傳輸至第二端口，所以待壓縮激光被阻斷，不循環(huán)運行。
[0038]待壓縮激光在SBS發(fā)生介質2中激發(fā)SBS效應，產生與待壓縮激光的運行方向相反的Stokes光。Stokes光由SBS發(fā)生介質2進入第一環(huán)形器I的第二端口，從第一環(huán)形器I的第三端口輸出，進入組合光纖環(huán)單兀4。在組合光纖環(huán)單兀4中Stokes光從第一稱合器41的第一端口輸入,部分Stokes光(即壓縮后的激光)由第一I禹合器41的第四端口率禹合輸出；另一部分Stokes光從第一稱合器41的第三端口輸入到第二稱合器42的第一端口。然后，Stokes光再次被分束,一部分Stokes光經由第二f禹合器42的第四端口傳輸至第一稱合器41的第二端口，所以部分Stokes光在第一稱合器41的第二端口和第三端口、第二耦合器42的第一端口和第四端口構成的環(huán)路上來回運轉，組合光纖環(huán)單元4等效于一個F-P濾波器；另一部分Stokes光則由第二耦合器42的第三端口輸出進入可飽和吸收體單元5。在可飽和吸收體單元5中，Stokes光從第二環(huán)形器51的第一端口進入，然后由第二環(huán)形器51的第二端口輸出，經過一段摻雜光纖52和第二偏振控制器53到達寬譜高反鏡54。Stokes光被寬譜高反鏡54反射，又依次經過第二偏振控制器53和摻雜光纖52到達第二環(huán)形器51的第二端口。Stokes光以相反的方向來回兩次經過摻雜光纖52，由于光的干涉在摻雜光纖中9中形成自適應光柵。然后Stokes光從第二環(huán)形器51的第三端口輸出，經過第一偏振控制器3返回到SBS發(fā)生介質2中，如此循環(huán)運行。
[0039]下面結合本發(fā)明的一個應用實例具體說明。
[0040]圖4為本發(fā)明的一個應用實例，包括待壓縮光源12、摻鉺光纖放大器13、第一環(huán)形器1、SBS發(fā)生介質2、第一偏振控制器3、組合光纖環(huán)單元4、以及可飽和吸收體單元5。在本實例中，該SBS發(fā)生介質2是高非線性光纖6，摻雜光纖52是摻鉺光纖7，寬譜高反鏡54是第三環(huán)形器8，第三環(huán)形器8的第一端口和第三端口用光纖連接起來構成一個全反鏡。
[0041]該應用實例的結構為:待壓縮光源12、摻鉺光纖放大器13、第一環(huán)形器I的第一端口順次相連，第一環(huán)形器I的第二端口、高非線性光纖6、第一偏振控制器3順次相連，第一環(huán)形器I的第三端口與組合光纖環(huán)單元4輸入端口相連，組合光纖環(huán)單元4的第二輸出端口與可飽和吸收體單元5、第一偏振控制器3順次相連。第一環(huán)形器1、高非線性光纖6、第一偏振控制器3、組合光纖環(huán)單元4、以及可飽和吸收體單元5構成一個超長環(huán)形腔。組合光纖環(huán)單元4的第一輸出端口為該整個裝置的輸出端口。
[0042]待壓縮光源12是線寬為3MHz的可調諧半導體激光器，型號為APEX AP3350A。
[0043]高非線性光纖6的長度為600m，非線性系數(shù)為lOWlnT1，損耗系數(shù)為1.5dB/km。在高非線性光纖6中SBS的增益譜的_3dB帶寬約為13MHz。
[0044]組合光纖環(huán)單元4中的第一耦合器41和第二耦合器42的耦合比均為1:9。組合光纖環(huán)單元4構成一個等效的F-P濾波器，其精細度約為20，自由光譜范圍約為9MHz，-3dB帶寬約為0.4MHzο
[0045]摻鉺光纖7的長度為5m，在摻鉺光纖7中所形成的自適應光柵的_3dB帶寬約為IMHz0
[0046]下面結合圖5和上述應用實例對本發(fā)明的原理作進一步說明:
[0047]如上文，第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、可飽和吸收體單元以及組合光纖環(huán)單元構成一個超長環(huán)形腔。腔長與腔的縱模線寬成反比，故腔長越長，每個縱模的線寬越窄。在上文的應用實例中，環(huán)形腔的腔長約為700m，其中高非線性光纖的長度為600m，用于連接的普通單模光纖的長度約為90m，該環(huán)形腔的諧振頻率(即自由光譜范圍)間隔約為 0.32MHz ο
[0048]待壓縮激光在SBS發(fā)生介質中激發(fā)SBS效應,產生與待壓縮激光的傳輸方向相反的Stokes光。Stokes光的中心頻率相對于待壓縮激光的中心頻率發(fā)生一定的頻移。在上文的應用實例中，所用高非線性光纖的SBS增益譜的_3dB帶寬為13MHz，而超長環(huán)形腔的諧振頻率間隔僅為0.32MHz，所以位于SBS增益譜_3dB帶寬內的許多縱模都能起振。
[0049]為了減少起振的縱模數(shù)量，引入組合光纖環(huán)單元擴展起振縱模的頻率間隔。組合光纖環(huán)單元構成一個等效的F-P濾波器。在上文的應用實例中，組合光纖環(huán)單元所構成的F-P濾波器每個透射峰的_3dB帶寬為0.4MHz，環(huán)形腔的自由光譜范圍為0.32MHz，F(xiàn)_P濾波器每個透射峰的_3dB帶寬是環(huán)形腔自由光譜范圍的1.2倍，所以在F-P濾波器的每個透射峰內會出現(xiàn)1-2個縱模，其中一個占主導地位。同時，F(xiàn)-P濾波器的自由光譜范圍為9MHz，是SBS增益譜-3dB帶寬的0.7倍，這樣在SBS增益譜_3dB帶寬內只有1_2個F-P濾波器的透射峰從而大大擴展了起振縱模的頻率間隔。
[0050]進一步地，為了實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模輸出，引入可飽和吸收體單元增大邊模抑制比。Stokes光以相反的方向來回兩次通過摻雜光纖，由于光的干涉而形成沿光纖軸向周期性分布的駐波場，其周期為光波的半波長。光強的周期性變化使得未泵浦摻鉺光纖的損耗和折射率周期性變化，在光纖中形成了自適應光柵。所形成的自適應光柵的_3dB帶寬為1MHz，而組合光纖環(huán)單元形成的F-P濾波器的自由光譜范圍9MHz，所以自適應光柵的主峰內只有F-P濾波器的一個透射峰。自適應光柵形成的光譜的主峰峰值最高，兩邊次級峰的峰值迅速降低，故自適應光柵能有效地抑制邊摸，增大邊模抑制比，使激光器線寬壓縮裝置實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模輸出。
[0051]基于以上原理，本發(fā)明提出的激光器線寬壓縮裝置能實現(xiàn)在數(shù)十納米的波長范圍內將半導體激光器的線寬從數(shù)兆赫茲壓縮至數(shù)十千赫茲，使線寬減小了兩個數(shù)量級。
[0052]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種半導體激光器線寬壓縮裝置，包括第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元，其特征在于， 第一環(huán)形器與SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器順次相連； 組合光纖環(huán)單元與可飽和吸收體單元、第一偏振控制器順次相連； 第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、第一偏振控制器、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元構成一個超長環(huán)形腔； 第一環(huán)形器用于輸入待壓縮激光，并將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質； SBS發(fā)生介質用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應,產生與待壓縮激光傳輸方向相反的Stokes光,并將Stokes光稱合到第一環(huán)形器，同時將待壓縮激光通過第一偏振控制器耦合到可飽和吸收體單元； 可飽和吸收體單元的第二環(huán)形器用于通過對光束傳輸方向性的限制，阻斷待壓縮激光; 第一環(huán)形器還用于將來自SBS發(fā)生介質的Stokes光與待壓縮激光分離,使該Stokes光耦合進入組合光纖環(huán)單元； 組合光纖環(huán)單元用于將壓縮后的激光耦合輸出，并將部分Stokes光耦合到可飽和吸收體單元； 可飽和吸收體單元的寬譜高反鏡用于反射Stokes光，第二環(huán)形器將Stokes光耦合到第一偏振控制器； 第一偏振控制器用于控制Stokes光的偏振態(tài),使之與待壓縮激光的偏振態(tài)相匹配，Stokes光經第一偏振控制器返回到SBS發(fā)生介質，構成循環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于， 組合光纖環(huán)單兀包括第一稱合器和第二稱合器； 第一耦合器的第一端口用作組合光纖環(huán)單元的輸入端口； 第一耦合器的第二端口與第二耦合器的第四端口通過光纖相連； 第一稱合器的第三端口與第二稱合器的第一端口通過光纖相連構成環(huán)路； 第一耦合器的第四端口用作組合光纖環(huán)單元的第一輸出端口； 第二耦合器的第三端口用作組合光纖環(huán)單元的第二輸出端口。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于， 可飽和吸收體單元包括第二環(huán)形器、摻雜光纖、第二偏振控制器和寬譜高反鏡； 第二環(huán)形器的第一端口用作可飽和吸收體單元的輸入端口； 第二環(huán)形器的第二端口與摻雜光纖、第二偏振控制器、以及寬譜高反鏡順次相連； 第二環(huán)形器的第三端口用作可飽和吸收體單元的輸出端口。
4.根據(jù)權利要求1-3所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于，組合光纖環(huán)單元構成等效的法布里-珀羅(F-P)濾波器，實現(xiàn)單縱模運轉，其自由光譜范圍在SBS增益譜_3dB帶寬的0.5-1倍之間，且F-P濾波器透射譜的每個透射峰的_3dB帶寬在環(huán)形腔的自由光譜范圍的1-2倍之間。
5.根據(jù)權利要求1-4所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于， 摻雜光纖在Stokes光的作用下形成自適應光柵； 所形成的自適應光柵的_3dB帶寬小于組合光纖環(huán)單元形成的F-P濾波器的自由光譜范圍。
6.一種半導體激光器線寬壓縮裝置，包括第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元，其特征在于， 第一環(huán)形器與SBS發(fā)生介質相連； 組合光纖環(huán)單元與可飽和吸收體單元相連； 第一環(huán)形器、SBS發(fā)生介質、組合光纖環(huán)單元、以及可飽和吸收體單元構成一個超長環(huán)形腔； 第一環(huán)形器用于輸入待壓縮激光，并將待壓縮激光耦合到SBS發(fā)生介質； SBS發(fā)生介質用于在待壓縮激光的泵浦下發(fā)生SBS效應,產生與待壓縮激光傳輸方向相反的Stokes光，并將Stokes光耦合進第一環(huán)形器，同時將待壓縮激光耦合進可飽和吸收體單元； 可飽和吸收體單元的第二環(huán)形器用于通過對光束傳輸方向性的限制，阻斷待壓縮激光; 第一環(huán)形器還用于將來自SBS發(fā)生介質的Stokes光與待壓縮激光分離,使該Stokes光耦合進入組合光纖環(huán)單元； 組合光纖環(huán)單元用于將壓縮后的激光耦合輸出，并將部分Stokes光耦合到可飽和吸收體單元； 可飽和吸收體單元的寬譜高反鏡用于反射Stokes光，第二環(huán)形器還用于將Stokes光耦合到SBS發(fā)生介質，構成循環(huán).。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于， 組合光纖環(huán)單兀包括第一稱合器和第二稱合器； 第一耦合器的第一端口用作組合光纖環(huán)單元的輸入端口； 第一耦合器的第二端口與第二耦合器的第四端口通過光纖相連； 第一稱合器的第三端口與第二稱合器的第一端口通過光纖相連構成環(huán)路； 第一耦合器的第四端口用作組合光纖環(huán)單元的第一輸出端口； 第二耦合器的第三端口用作組合光纖環(huán)單元的第二輸出端口。
8.根據(jù)權利要求6所述的半導體激光器線寬壓縮裝置，其特征在于， 可飽和吸收體單元包括第二環(huán)形器、摻雜光纖和寬譜高反鏡； 第二環(huán)形器的第一端口用作可飽和吸收體單元的輸入端口； 第二環(huán)形器的第二端口與摻雜光纖、以及寬譜高反鏡順次相連； 第二環(huán)形器的第三端口用作可飽和吸收體單元的輸出端口。
【文檔編號】G02F1/35GK103441426SQ201310321072
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權日:2013年7月26日
【發(fā)明者】柯昌劍, 劉亞萍, 潘登 申請人:華中科技大學