CN103022873B - 基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器，包括两泵浦源、两掺铒光纤放大器、强度调制器、相位调制器、两偏振控制器，三光隔离器、两耦合器、高非线性光纤、信号源，第一泵浦波源依次通过第一掺铒光纤放大器、强度调制器、相位调制器、第一偏振控制器、第一光隔离器后，与第一耦合器的第一端口连接；第二泵浦波源依次通过第二掺铒光纤放大器、第二偏振控制器、第二光隔离器后，与第一耦合器的第二端口连接；第一耦合器的公共端口与第二耦合器的第一端口通过光纤连接；信号源与第三隔离器的第一端口通过光纤连接，第三隔离器的第二端口通过光纤与第二耦合器的第二端口连接；第二耦合器的公共端口通过光纤连接到一段高非线性光纤。
Description
技术领域
本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器。
背景技术
随着通信技术地高速发展，可靠且可调谐的高重复率脉冲在光通信技术领域中具有越来越重要的作用。在骨干通信网络中，较低占空比的脉冲可以用来缓解光纤通信中的色散效应。另外，这种高重复率的短脉冲可以应用于信号的解复用和全光取样等。强度调制器虽然也可产生脉冲，但电域的带宽限制使得产生更短的脉冲变得十分困难。锁模激光器也是一种得到短脉冲的方法，然而它需要电子锁相环来维持稳定性，并且当脉冲频率改变时，谐振腔的腔长必须随之改变。
发明内容
针对现有脉冲发生器存在电域的受限、不可调等缺点，本发明提供了一种基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器。
本发明采取以下技术方案：基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器，包括第一泵浦源(1-1)和第二泵浦源(1-2)、第一掺铒光纤放大器(2-1)和第二掺铒光纤放大器(2-2)、第一强度调制器(3-1)、第一相位调制器(4-1)、第一偏振控制器(5-1)和第二偏振控制器(5-2)，第一光隔离器(6-1)、第二光隔离器(6-2)和第三光隔离器(6-3)、第一耦合器(7-1)和第二耦合器(7-2)、高非线性光纤(8)、信号源(9)，第一泵浦波源(1-1)与第一掺铒光纤放大器(2-1)的一个端口通过光纤相连接，第一掺铒光纤放大器(2-1)的另一个端口与第一强度调制器的第一端口(a1)通过光纤连接，第一强度调制器的第二端口(b1)与第一相位调制器(4-1)的第一端口(c1)通过光纤连接，第一相位调制器的第二端口(d1)与第一偏振控制器(5-1)的第一端口(e1)通过光纤连接，第一偏振控制器(5-1)的第二端口(f1)与第一光隔离器(6-1)的第一端口(g1)通过光纤连接；第二泵浦波源(1-2)与第二掺铒光纤放大器(2-2)的输入端口通过光纤相连接，第二掺铒光纤放大器(2-2)的输出端口与第二偏振控制器(5-2)的第一端口(e2)通过光纤连接，第二偏振控制器(5-2)的第二端口(f2)与第二光隔离器(6-2)的第一端口(g2)通过光纤连接；第一隔离器(6-1)的第二端口(h1)和第一耦合器(7-1)的第一端口(i2)通过光纤连接，第二隔离器(6-2)的第二端口(h2)通过光纤与第一耦合器(7-1)的第二端口(i1)连接；第一耦合器(7-1)的公共端口(i3)与第二耦合器(7-2)的第一端口(j1)通过光纤连接；信号源(9)与第三隔离器(6-3)的第一端口(k1)通过光纤连接，第三隔离器(6-3)的第二端口(k2)通过光纤与第二耦合器(7-2)的第二端口(j2)连接；第二耦合器(7-2)的公共端口(j3)通过光纤连接到一段高非线性光纤(8)上，光纤的输出端可以得到高重复率的脉冲输出。
优选的，第一光耦合器(7-1)的第一端口为50%端口，第二端口为50%端口。
优选的，第二光耦合器(7-2)的第一端口为50%端口，第二端口为50%端口。
优选的，第一光耦合器(7-1)的工作范围为1530nm至1570nm，第二光耦合器(7-2)的工作范围为1500nm至1570nm。
优选的，泵浦源(1-1)和泵浦源(1-2)所产生的泵浦波波长范围为1530nm- 1570nm。
优选的，信号源(9)产生的信号波长范围为1500nm-1550nm。
基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器通过非线性效应的作用能产生频率可调谐的高重复率脉冲。参量放大器是通过四波混频过程对信号进行放大，而如果对泵浦波进行正弦强度调制，参量增益受相位失配的影响将随之变化，若控制有关参数使得泵浦波功率从最大值减小时增益骤减，这将导致所产生闲频波的幅度突然地减小，从而产生脉冲。之所以采用双泵浦结构，是因为四波混频过程是高度偏振相关的，如果输入的两个泵浦波是正交偏振的，则可以使得该过程变成偏振无关。该过程不仅是在光纤中发生，而且所产生脉冲频率是可调谐的。
本发明采用两个正交偏振的泵浦波，能够较好地消除偏振效应的影响；其中一个泵浦波功率被强度调制，影响参量放大过程中的相位匹配，使得参量增益变化。通过调节信号波波长，使得相应频率处产生闲频波的脉冲。
本发明首先采用掺铒光纤增益介质放大输入泵浦，通过将被调制的泵浦波与信号波耦合到高非线性光纤中，满足相位匹配发生四波混频从而产生脉冲。
本发明脉冲发生器易于光纤***集成、脉冲频率可调谐、脉冲重复率高，其特别适于光通信***技术中的应用。
附图说明
图1为本发明脉冲发生器的结构示意图。
图2为经过强度调制器调制的输入泵浦波。
图3(a)、图3(b)分别为仿真所产生的脉冲序列和单个脉冲。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1所示，基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器包括第一泵浦源1-1和第二泵浦源1-2、第一掺铒光纤放大器2-1和第二掺铒光纤放大器2-2、第一强度调制器3-1、第一相位调制器4-1、第一偏振控制器5-1和第二偏振控制器5-2，第一光隔离器6-1、第二光隔离器6-2和第三光隔离器6-3、第一耦合器7-1和第二耦合器7-2、高非线性光纤8、信号源9。泵浦源1-1和泵浦源1-2产生的泵浦波等距离分布在零色散波长1550nm两边，波长范围为1530nm-1570nm。信号源9产生的信号波长范围为1500nm-1550nm。第一光耦合器工作范围为1530nm至1570nm，第二光耦合器工作范围为1500nm-1570nm。
泵浦源1-1与掺铒光纤放大器2-1的一个端口通过光纤相连接，掺铒光纤放大器2-1的另一个端口与第一强度调制器3-1的端口a1通过光纤连接，其端口b1与第一相位调制器4-1的端口c1通过光纤连接，第一相位调制器4-1的端口d1与第一偏振控制器5-1的端口e1通过光纤连接，其另一个端口f1与第一光隔离器6-1的端口g1通过光纤连接。图1中的下部分即第二泵浦源1-2、第二掺铒光纤放大器2-2、第二偏振控制器5-2、第二光隔离器6-2。泵浦源1-2与第二掺铒光纤放大器2-2的一个端口通过光纤相连接，掺铒光纤放大器2-2的另一个端口与第二偏振控制器5-2的端口e2通过光纤连接，第二偏振控制器5-2的端口f2与第二光隔离器6-2的端口g2通过光纤连接。
第一光隔离器6-1的端口h1和第一耦合器7-1的50%端口i2通过光纤连接，第二光隔离器6-2的端口h2通过光纤与第一耦合器7-1的50%端口i1连接。第一耦合器7-1的公共端口i3与第二耦合器7-2的50%端口j1通过光纤连接。信号源9与第三隔离器6-3的端口k1通过光纤连接，其另一个端口k2通过光纤与第二耦合器7-2的50%端口j2连接。第二耦合器7-2的公共端口j3通过光纤连接到一段高非线性光纤8上，光纤的输出端可以得到高重复率的脉冲输出。
可调泵浦源1-1及泵浦源1-2的输出功率，控制掺铒光纤放大器的放大功率。控制合适的强度调制频率以及相位调制，选择合适长度的高非线性光纤8，两个泵浦波、可调信号源在高非线性光纤内发生四波混频，产生脉冲形式的闲频波。调节信号波波长可产生对应频率闲频波的脉冲。为了尽可能地减少损耗，各个器件的连接点直接熔接在一起。
本发明基于双泵浦参量放大的脉冲产生过程：
1、根据所需的光脉冲频率，选择合适的泵浦波、信号波波长以满足四波混频发生的条件。
2、根据高非线性光纤长度及其参数，选择合适的泵浦波功率。
3、根据所需要的输入泵浦波功率，选择合适泵浦源信号功率以及掺铒光纤放大器的放大倍数。
4、根据所需脉冲的重复率，选择合适的强度调制频率。
图2中强度调制器的调制频率为1GHz。图3中产生的脉冲序列的重复率为1GHz，峰值强度的1/2处的脉冲宽度约为0.2ns。若继续增大调制频率，产生的脉冲可达到皮秒级。
本发明可以得到高重复率、可调谐的脉冲输出。输出功率受输入泵浦波功率、信号波功率、高非线性光纤长度的控制。随着泵浦源功率的提升以及高非线性光纤材料的普及，其应用也将更加广泛。
以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器，其特征是包括第一泵浦源(1-1)和第二泵浦源(1-2)、第一掺铒光纤放大器(2-1)和第二掺铒光纤放大器(2-2)、第一强度调制器(3-1)、第一相位调制器(4-1)、第一偏振控制器(5-1)和第二偏振控制器(5-2)，第一光隔离器(6-1)、第二光隔离器(6-2)和第三光隔离器(6-3)、第一耦合器(7-1)和第二耦合器(7-2)、高非线性光纤(8)、信号源(9)，第一泵浦波源(1-1)与第一掺铒光纤放大器(2-1)的一个端口通过光纤相连接，第一掺铒光纤放大器(2-1)的另一个端口与第一强度调制器的第一端口(a1)通过光纤连接，第一强度调制器的第二端口(b1)与第一相位调制器(4-1)的第一端口(c1)通过光纤连接，第一相位调制器的第二端口(d1)与第一偏振控制器(5-1)的第一端口(e1)通过光纤连接，第一偏振控制器(5-1)的第二端口(f1)与第一光隔离器(6-1)的第一端口(g1)通过光纤连接；
第二泵浦波源(1-2)与第二掺铒光纤放大器(2-2)的输入端口通过光纤相连接，第二掺铒光纤放大器(2-2)的输出端口与第二偏振控制器(5-2)的第一端口(e2)通过光纤连接，第二偏振控制器(5-2)的第二端口(f2)与第二光隔离器(6-2)的第一端口(g2)通过光纤连接；
第一隔离器(6-1)的第二端口(h1)和第一耦合器(7-1)的第一端口(i2)通过光纤连接，第二隔离器(6-2)的第二端口(h2)通过光纤与第一耦合器(7-1)的第二端口(i1)连接；第一耦合器(7-1)的公共端口(i3)与第二耦合器(7-2)的第一端口(j1)通过光纤连接；信号源(9)与第三隔离器(6-3)的第一端口(k1)通过光纤连接，第三隔离器(6-3)的第二端口(k2)通过光纤与第二耦合器(7-2)的第二端口(j2)连接；第二耦合器(7-2)的公共端口(j3)通过光纤连接到一段高非线性光纤(8)上，光纤的输出端可以得到高重复率的脉冲输出；所述第一光耦合器(7-1)的第一端口为50％端口，第二端口为50％端口；所述第二光耦合器(7-2)的第一端口为50％端口，第二端口为50％端口。
2.如权利要求1所述的超短脉冲发生器，其特征在于：所述第一光耦合器(7-1)的工作范围为1530nm至1570nm，第二光耦合器(7-2)的工作范围为1500nm至1570nm。
3.如权利要求1所述的超短脉冲发生器，其特征在于：所述泵浦源(1-1)和泵浦源(1-2)所产生的泵浦波波长范围为1530nm-1570nm。
4.如权利要求1所述的超短脉冲发生器，其特征在于：所述信号源(9)产生的信号波长范围为1500nm-1550nm。
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|---|---|---|---|---|
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| CN202977959U (zh) * | 2012-12-12 | 2013-06-05 | 杭州电子科技大学 | 基于双泵浦参量过程的超短脉冲发生器 |
Non-Patent Citations (1)
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| 包红梅.连续双抽运高非线性光纤（HNLF）参量放大.《中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2011,(第02期),第1、2、5页. * |
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