一種產生超連續光譜的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光學領域，具體涉及一種產生超連續光譜的裝置。
【背景技術】
[0002] 超連續譜（Supercontinuum,SC)的產生在光學測量、光脈沖壓縮和生物醫學成像 上有諸多應用。而連續光（ContinuousWave,CW)栗浦的超連續譜有著高能量輸入和高頻 譜展寬的特點。但是連續光栗浦的超連續譜一般難以實現穩定輸出和好的光譜相干性。 Mussot等人（Opt.Exp.，2009)指出了此種方式產生超連續譜會造成"畸波（roguewave) "， 即輸出光譜有極少概率出現的極高功率值。這種輸出功率在時域上的不穩定會導致測量偏 差、器件損毀等問題。
[0003] 目前已經提出了相關的解決方法是，使用反饋環控制連續光栗浦的超連續譜產 生。但這種方法對控制光源要求高，可調諧范圍也小，在實際使用中遇到了一定的困難。
【發明內容】
[0004] 本發明申請提供一種產生超連續光譜的裝置，所述裝置包括：
[0005] 栗浦源，用于產生連續栗浦光；觸發源，用于產生連續觸發光；光纖耦合器，用于 按照設定的功率比例輸入連續栗浦光和連續觸發光并輸出混合光；光譜展寬器件，用于把 從光纖耦合器輸出的混合光進行光譜展寬，產生超連續光譜。
[0006] 進一步的，連續觸發光的波長處于連續栗浦光最大調制不穩定點對應的波長上或 附近。
[0007] 本發明實施例引入一個弱的連續光光源作為觸發光源，通過將預定波長的連續光 和栗浦光進行混合，從而對栗浦光的調制不穩定性加以觸發控制，使得產生的超連續譜的 功率更穩定，超連續譜的相干性也得到提升。
【附圖說明】
[0008] 圖1是本發明實施例中產生超連續譜的裝置的結構示意圖；
[0009] 圖2是增加觸發光源前后輸出超連續光譜能量值的對比圖；
[0010] 圖3是增加觸發光源前后輸出超連續光譜穩定性和相干性對比圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0012] 請參考圖1，產生超連續光譜的裝置包括栗浦源2、觸發源1、光纖耦合器4和光譜 展寬器件5。栗浦源2用于產生連續栗浦光，例如通過激勵粒子反轉產生連續激光。在一具 體實施例中，連續栗浦光的中心波長可以設計為1486nm，光功率為6W，其產生的連續栗浦 光通過光纖進入光纖耦合器4。在改進的實施例中，連續栗浦光經過光隔離器3后再進入光 纖耦合器4,因為輸入光纖耦合器4的連續栗浦光有一小部分會反射回去，而連續栗浦光能 量很大，光隔離器3的作用是阻止光反射回去燒毀栗浦源2。
[0013] 觸發源1用于發出預定波長的連續光，該連續光用于對栗浦光進行觸發控制，因 此也稱為觸發光。觸發源可以采用單頻窄線寬連續光光源、自然增寬的連續光光源或被放 大的自發輻射連續光光源。觸發源1的光功率可調到連續栗浦光功率的〇. 01%到1%范圍 之間，在一具體實施例中，將連續觸發光的光功率調為連續栗浦光功率的1 %，將連續光的 波長調制到連續栗浦光最大調制不穩定點對應的波長上。
[0014] 該連續觸發光也通過光纖進入光纖耦合器4,光纖耦合器4按照設定的功率比例 輸入觸發光與栗浦光，將兩者進行混合后輸出合光。
[0015] 連續栗浦光和連續觸發光經光纖耦合器4混合后輸出至光譜展寬器件5,對合光 進行光譜展寬，在光譜展寬的過程中觸發光對栗浦光形成觸發控制，實際應用中，光譜展寬 器件5通常采用高非線性光纖，例如光子晶體光纖PCF，使光譜迅速得到增寬。在較優的實 施例中，為了在實際的光通信應用的波段上（1500nm)有較好效果，光譜展寬器件為一段高 非線性色散移位光纖，連續栗浦光和連續觸發光混合后經高非線性色散移位光纖進行光譜 展寬，形成超連續光譜。在一具體實施例中，高非線性色散移位光纖的二、三階色散系數分 別為 _〇. 17ps2/km和0. 0393ps3/km，非線性系數為15/W/km，損耗為10dB/km，長度為500m。 本領域技術人員可以理解，在其它的實施例中，光譜展寬器件5也可以采用其它具有光譜 展寬功能的器件。
[0016] 在連續栗浦光和連續觸發光混合后經高非線性光纖展寬的實施例中，連續觸發光 的波長可通過以下方式計算得到：
[0017] 首先計算出連續栗浦光的最大調制不穩定點的相對頻率Q，其計算公式為：
[0019] 其中y為高非線性色散移位光纖的非線性系數，P2是高非線性色散移位光纖的 二階色散系數，Pc是連續栗浦光的光功率。
[0020] 然后通過數學換算可計算出連續栗浦光最大調制不穩定點對應的波長，該波長即 連續觸發光的波長，其計算公式如下：
[0021] ^trigger= A〇*〇/(c+ A 〇* Q / (2 31 ))
[0022] 其中，A&iggCT為連續觸發光的波長，A。為栗浦光的中心波長，C為光速，JT為圓 周率。
[0023] 在有的實施例中，產生超連續光譜的裝置還設有輸出端6,輸出端6用于對超連續 光譜進行光處理，例如改變光的傳播方向，對光進行反射或透射，從而輸出符合發射方向的 超連續光譜。
[0024] 經研究發現，對于產生連續光栗浦的超連續譜的過程，其中主要的非線性光學過 程是調制不穩定性（modulationinstability,MI)，這直接造成了連續光栗浦的超連續譜 發生不相干或不穩定。通過在調制不穩定性最大的波點上加一個簡單的連續波觸發控制信 號，就能使輸出的超連續譜的相干性和穩定性得到提升，從而大大減少了出現畸波的幾率。 并且經過光纖中二、三階色散的線性調制和拉曼