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特种高强多波长光纤光栅研制

发布时间: 2023-10-12
截止日期:2024-11-12

价格 双方协商

地区： 江苏省 苏州市 吴中区

需求方： 苏州***公司

行业领域

制造业

需求背景

本发明公开了一种精密可调谐多波长环形光纤激光器结构。环形激光腔中包括作为增益介质的掺铒光纤,980nm/1550nm波分复用器用来把980nm泵浦激光耦合进掺铒光纤,一个两端带尾纤的偏振相关隔离器保证激光器单方向工作,同时还起到一个起偏器的作用,两个偏振控制器分别在偏振相关隔离器的两侧用来控制偏振态,还有一个10dB耦合器,它的10%端口用于输出光信号,90%光信号继续在腔内循环。激光腔内插入一段较长的单模光纤用来增大激光腔内非线性效应,一段保偏光纤与偏振相关隔离器构成双折射光纤周期性滤波器,利用这种在线型的双折射光纤滤波器简化了光纤激光器的结构,使光纤激光器更易于集成,并且使此多波长光纤激光器具有精密可调谐性。

需解决的主要技术难题

多波长光纤激光器是一类造价低、效率高的激光光源，在诸如波分复用光通信系统、光 纤传感、光器件性能测试和材料的色散测试等方面具有很大的应用潜力，是近年来除锁模光 纤激光器外的另一种引起人们极大关注的光纤激光器。将掺铒光纤浸泡在液氮(77K)中来抑制 其均匀加宽机制可以实现多波长掺铒光纤激光器，但这种方法有很大局限性，不能工作在室 温下。至今已经提出了多种方法来使得光纤激光器能在室温下产生稳定多波长：通过频移反 馈来阻止激光器的单模振荡，利用非线性光纤中的四波混频效应来产生自稳定的多波长，将 具有非均匀增益特性的半导体激光器或拉曼放大器插入到光纤激光器中，和采用级联的受激 布里渊散射实现布里渊多波长掺铒光纤激光器。

国际上从1988年开始对多波长光纤激光器进行研究，并于1992年由美国的***等首 次实现了基于单一增益介质的6个波长的掺铒光纤激光输出，波长间隔为***。之后，在此 领域如雨后春笋般地涌现了大量的研究工作，不断地促进对多波长光纤激光器机理的理解和 性能的改善。而我国从20世纪90年代中后期，由南开大学、北京邮电大学、清华大学等科研 单位率先开始进行该方面的研究工作。经过十几年的发展，尤其是在近几年，多波长光纤激 光器方面的研究已经引起了广泛的关注，并已取得很大进展，但采用的方法主要集中在几种 已知的方法上。

另一方面，为了实现多波长输出通常需要在激光腔内插入周期性的多波长滤波器，比如 波长固定的Fabry-Pérot滤波器、波长可调谐的啁啾光纤光栅或取样光栅和双折射光纤环形镜 等。相比这些传统滤波器本发明提出另外一种相对简单的滤波器，即双折射光纤滤波器，它 结构简单，只由一个起偏器和一段高双折射光纤即可组成。而且它的波长间隔可以通过选择 合适的双折射光纤长度来改变，它的波长可以通过改变偏振来精密调谐。

期望实现的主要技术目标

需要一种基于非线性偏振旋转效应能在室温下产生多波长输出的可精密调谐环形 光纤激光器。激光器没有使用传统的滤波器，而是在激光腔内插入一段保偏光纤，保偏光纤 与非线性偏振旋转光纤激光器应有的具有起偏器作用的偏振相关隔离器构成一双折射光纤周 期性滤波器。非线性偏振旋转效应是一种新的克服均匀加宽增益介质中模式竞争的机理和方 法，使得光纤激光器在室温下能产生多波长输出。运用在线型的双折射光纤周期性梳状滤波 器，简化了激光器的结构，使激光器易于全光纤集成，可精密调谐，是未来密集波分复用光 纤通信系统的理想光源。

需求解析

解析单位：“科创中国”大地感知与智慧控灾技术产业科技服务团（中国岩石力学与工程学会） 解析时间：2023-12-08

朱鸿鹄

南京大学

教授

综合评价

(1)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，采用低速光纤光栅解调设备，利用其测量频率低，中心波长测量准确的特点，为高速光纤光栅解调设备提供中心波长基准 (2)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，不受光缆长度限制，操作简单 (3)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，不受光纤光栅数量的限制，可实现多点光纤光栅阵列中心波长补偿，提高效率 (4)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，可以降低多点光纤光栅受外界环境扰动的影响，补偿方法环境适应性强。 (5)本发明的补偿方法将高速解调设备中心波长测量偏差由39pm降低到2pm，显著补偿了高速光纤光栅解调设备中心波长测量精度受传输光缆时延影响，提高了中心波长测量精度
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解析单位：江苏省无锡市 解析时间：2023-10-20

孙爱华

无锡市人工智能学会

副会长

综合评价

(1)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，采用低速光纤光栅解调设备，利用其测量频率低，中心波长测量准确的特点，为高速光纤光栅解调设备提供中心波长基准。 (2)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，不受光缆长度限制，操作简单。 (3)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，不受光纤光栅数量的限制，可实现多点光纤光栅阵列中心波长补偿，提高效率。 (4)本发明的一种光纤光栅中心波长的测量和补偿系统及补偿方法，可以降低多点光纤光栅受外界环境扰动的影响，补偿方法环境适应性强。 (5)本发明的补偿方法将高速解调设备中心波长测量偏差由39pm降低到2pm，显著补偿了高速光纤光栅解调设备中心波长测量精度受传输光缆时延影响，提高了中心波长测量精度。
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