專(zhuān)利名稱(chēng)：可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，尤其涉及基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)光纖布拉格光柵(FBG)的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元。
背景技術(shù)：
光纖激光器是在摻雜光纖放大器技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。光纖激光器的波導(dǎo)式結(jié)構(gòu)和可容強(qiáng)光泵浦特性，使其具有輸出功率高、光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、閾值低、線寬窄、 輸出波長(zhǎng)多、兼容性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光纖通信、光纖傳感、軍事、工業(yè)加工、光信息處理和全色顯示等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。特別是可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生技術(shù)在可調(diào)諧多波長(zhǎng)光纖激光器中扮演著極其重要的角色。目前通信用激光器主要是半導(dǎo)體激光器，其輸出波長(zhǎng)是固定單一的。隨著光纖通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代光纖波分復(fù)用通信系統(tǒng)正朝著信道數(shù)目越來(lái)越多的方向發(fā)展。提供多路信號(hào)最直接的方法就是采用多個(gè)固定波長(zhǎng)的激光器。但這種方法存在以下兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)1.隨著密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)中的波長(zhǎng)數(shù)達(dá)到了數(shù)十甚至上百個(gè)。對(duì)于需要提供保護(hù)的場(chǎng)合，每個(gè)波長(zhǎng)的備份必須由相同輸出波長(zhǎng)的激光器提供，這樣導(dǎo)致了備份激光器數(shù)量的增加，成本上升。2.由于固定波長(zhǎng)激光器需要用波長(zhǎng)來(lái)區(qū)分，激光器的數(shù)量和類(lèi)別隨著波長(zhǎng)數(shù)的增加而不斷增加。如果要支持光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)分配，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性，則需要配備大量不同波長(zhǎng)的固定波長(zhǎng)激光器，因而每個(gè)激光器的使用率降低，造成資源浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其解決了現(xiàn)有激光器輸出固定單波長(zhǎng)的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，包括輸入端和輸出端，輸入端與光分路器一端連接，光分路器另一端與至少兩個(gè)光環(huán)行器的第一端口連接，各光環(huán)行器的第二端口分別與FBG連接，各光環(huán)行器的第三端口分別與光耦合器連接，光環(huán)行器的數(shù)量與FBG的數(shù)量相同；各 FBG設(shè)置在周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。根據(jù)不同的情況，可以將各FBG分別設(shè)置在單獨(dú)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，每一個(gè)FBG對(duì)應(yīng)一個(gè)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，也可以將各FBG均設(shè)置在一個(gè)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。上述可調(diào)節(jié)FBG周期的機(jī)構(gòu)以壓電陶瓷為佳，壓電陶瓷與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源連接。上述各FBG之間以平行設(shè)置為佳，其中心波長(zhǎng)之間的間隔以0. 2nm為佳。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元可以有效地解決固定波長(zhǎng)激光器的不足之處，不僅能同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)波長(zhǎng)的激光，使發(fā)射端的設(shè)計(jì)更為緊湊、經(jīng)濟(jì)；而且激光器輸出的波長(zhǎng)還可調(diào)諧，適用于光纖通信網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)分配的情況，從而可提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性。2、該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元能勝任惡劣的工作環(huán)境，對(duì)灰塵、振蕩、沖擊、濕度、溫度具有很高的容忍度。3、該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元由于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)節(jié)范圍為0 150V， 該激光器單個(gè)獨(dú)立波長(zhǎng)調(diào)諧精度為0. 00495nm/V，調(diào)諧范圍0. 7425nm。

圖1是可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的原理是首先對(duì)一個(gè)波段的光進(jìn)行分光，將其分成至少兩組相同的光；使經(jīng)處理的各路光分別進(jìn)入光環(huán)行器；經(jīng)光環(huán)行器后的各路光分別進(jìn)入FBG，通過(guò)調(diào)節(jié)各FBG的周期來(lái)改變各光纖布拉格波長(zhǎng)，調(diào)節(jié)至所需的周期后，F(xiàn)BG將反射與其布拉格波長(zhǎng)相同的光，不同波長(zhǎng)的光透射出FBG ；經(jīng)FBG反射的光返回光環(huán)行器；其中各個(gè)FBG通過(guò)同一個(gè)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)；也可以各個(gè)FBG分別通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)；FBG通過(guò)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)具體是，將FBG設(shè)置于壓電陶瓷上，通過(guò)改變壓電陶瓷的長(zhǎng)度來(lái)改變FBG的長(zhǎng)度，而壓電陶瓷長(zhǎng)度的改變具體是，壓電陶瓷與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源連接，調(diào)節(jié)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源改變壓電陶瓷的長(zhǎng)度；最后將各路光進(jìn)行耦合后輸出?；谏鲜鲈淼目烧{(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其包括輸入端和輸出端，輸入端與光分路器一端連接，光分路器另一端與至少兩個(gè)光環(huán)行器的第一端口連接，各光環(huán)行器的第二端口分別與FBG連接，各光環(huán)行器的第三端口分別與光耦合器連接，光環(huán)行器的數(shù)量與FBG 的數(shù)量相同；各FBG設(shè)置在周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，各FBG可以分別設(shè)置在周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，也可以均設(shè)置在一個(gè)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，可調(diào)節(jié)FBG周期的機(jī)構(gòu)是壓電陶瓷，壓電陶瓷與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源連接。各FBG平行設(shè)置，且其中心波長(zhǎng)之間的間隔為0. 2nm。實(shí)施例1如圖1所示光進(jìn)入1 X N光分路器的輸入端口，1 X N光分路器將入射光分為N路， N路光分別從1 XN光分路器的N個(gè)輸出端口輸出。 然后N路光分別進(jìn)入相互對(duì)應(yīng)的光環(huán)行器1 N的Port 1端口，N路光分別經(jīng)光環(huán)行器1 N后，從光環(huán)行器1 N的Port 2端口輸出，進(jìn)入相互對(duì)應(yīng)的N根中心波長(zhǎng)為 1550nm附近的，且中心波長(zhǎng)間隔約為0. 2nm的FBG中。N路光分別進(jìn)入相互對(duì)應(yīng)的N根FBG，N根FBG平行地粘貼于同一個(gè)壓電陶瓷，或者分別粘貼在相互對(duì)應(yīng)的N個(gè)壓電陶瓷上，沿著FBG的長(zhǎng)度方向給壓電陶瓷加載電壓，調(diào)節(jié)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源改變壓電陶瓷的長(zhǎng)度，從而改變了粘貼在壓電陶瓷上的FBG光柵周期；根據(jù)光纖布拉格反射條件，反射光的中心波長(zhǎng)也隨之改變；凡是滿(mǎn)足FBG布拉格反射條件的光就會(huì)被反射。被反射的光分別進(jìn)入相互對(duì)應(yīng)的光環(huán)行器1 N的Port 2端口，再次經(jīng)過(guò)光環(huán)行器1 N，從光環(huán)行器1 N的Port 3端口輸出；光從光環(huán)行器1 N的Port 3端口輸出后，分別進(jìn)入相互對(duì)應(yīng)的NX 1光耦合器的N個(gè)輸入端口。NX 1光耦合器將N路光耦合成一路光，然后合路光從NX 1光耦合器的輸出端口輸出，這樣就形成了 N個(gè)波長(zhǎng)的光。 將中心波長(zhǎng)為1550nm附近的，且中心波長(zhǎng)間隔約為0. 2nm的N個(gè)FBG平行地粘貼于同一個(gè)壓電陶瓷，或者分別粘貼在相互對(duì)應(yīng)的N個(gè)壓電陶瓷上，沿著FBG的長(zhǎng)度方向給壓電陶瓷加載電壓，調(diào)節(jié)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源改變壓電陶瓷的長(zhǎng)度，從而改變了粘貼在壓電陶瓷上的FBG光柵周期，達(dá)到調(diào)節(jié)各個(gè)FBG的濾波和波長(zhǎng)選擇特性的目的，最終實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的多波長(zhǎng)(N波長(zhǎng))光纖激光輸出。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，包括輸入端和輸出端，其特征在于所述的輸入端與光分路器一端連接，光分路器另一端與至少兩個(gè)光環(huán)行器的第一端口連接，各光環(huán)行器的第二端口分別與FBG連接，各光環(huán)行器的第三端口分別與光耦合器連接，光環(huán)行器的數(shù)量與FBG的數(shù)量相同；所述各FBG設(shè)置在周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其特征在于所述各FBG分別設(shè)置在單獨(dú)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，每一個(gè)FBG對(duì)應(yīng)一個(gè)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其特征在于所述各FBG均設(shè)置在一個(gè)周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其特征在于所述的可調(diào)節(jié)FBG周期的機(jī)構(gòu)是壓電陶瓷，所述壓電陶瓷與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其特征在于所述各FBG平行設(shè)置， 且其中心波長(zhǎng)之間的間隔為0. 2nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其特征在于所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的電壓調(diào)節(jié)范圍為0 150V。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，其解決了現(xiàn)有激光器輸出固定單波長(zhǎng)的缺點(diǎn)。該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元，包括輸入端和輸出端，輸入端與光分路器一端連接，光分路器另一端與至少兩個(gè)光環(huán)行器的第一端口連接，各光環(huán)行器的第二端口分別與光纖布拉格光柵(FBG)連接，各光環(huán)行器的第三端口分別與光耦合器連接，光環(huán)行器的數(shù)量與FBG的數(shù)量相同；各FBG設(shè)置在周期調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上。該可調(diào)諧多波長(zhǎng)產(chǎn)生單元有效地解決固定波長(zhǎng)激光器的不足之處。
文檔編號(hào)H01S3/10GK202075525SQ20112011711
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者任立勇, 韓旭 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所