基于直接相位调制的飞秒宽带脉冲产生光纤环

摘要

一种无线通信技术领域的基于直接相位调制的飞秒宽带脉冲产生光纤环，包括：依次串联构成环路的第一光路开关、放大器、波分复用器、窄带光纤滤波器、第二光路开关以及两个相位调制器，第一光路开关的输入端接收方波信号，第二光路开关的输出端输出啁啾脉冲。本发明不仅可以使产生的宽频带脉冲具有线性相位，而且可以抑制脉冲中线性效应的产生；本发明能够对掺镱光纤放大器中心波长1030nm光的过滤，实现了系统的高信噪比，通过控制相位调制器的外加电压，更好的实现脉冲调制相位的二次性。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种基于直接相位调制的飞秒宽带脉冲产生光纤环。

背景技术

目前，常用的激光宽带脉冲产生方法一般有两种。第一种就是通过锁模激光器产生超短脉冲，然后利用啁啾脉冲展宽技术，获得宽带的激光脉冲。第二种则是利用相位调制器来实现对窄带脉冲的相位调制，通过调频效应获得宽带的激光脉冲。这两种产生激光宽带脉冲的方式，在运用中会产生分离谱；而且还需要通过使用高频声光调制器才能获得较大的带宽。实验中常常会产生非线性效应，影响整个系统的稳定性。

经过对现有技术的检索发现，在2007年6月1日第32卷11期的光学快报(英文版)上有一篇名为“Generation of 3.5 nJ femtosecond pulses from a coutinuous-wave laser without mode locking”(连续激光无锁模生成3.5nJ飞秒脉冲)的论文，它里面介绍了一种经过直接相位调制方式产生飞秒脉冲的方法。

但是该现有技术的使用中心波长是1550nm，其光纤环内使用的放大器是掺饵光纤放大器，不适用于中心波长为1054nm的系统。而且其系统内仅使用了一个相位调制器，调制效果很难很好满足实验要求。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于直接相位调制的飞秒宽带脉冲产生光纤环，不仅可以使产生的宽频带脉冲具有线性相位，而且可以抑制脉冲中线性效应的产生。新系统的中心波长为1054nm，使用的放大器为掺镱光纤放大器，而且创新的增加了一个1030/1054nm的波分复用器，实现对掺镱光纤放大器中心波长1030nm光的过滤，实现了系统的高信噪比。而且系统也创新的改用了两个不同信号控制的一对相位调制器，通过控制相位调制器的外加电压，更好的实现脉冲调制相位的二次性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：依次串联构成环路的第一光路开关、放大器、波分复用器、窄带光纤滤波器、第二光路开关以及两个相位调制器，其中：第一光路开关的输入端接收方波信号，第二光路开关的输出端输出啁啾脉冲。

所述的光路开关的适用波段为1054nm，插入损耗＜3db，开关速度＜100ps，半波电压5v。

所述的放大器为掺镱光纤放大器，其放大倍数≥20dB，中心波长为1054nm。

所述的波分复用器的双通道波长分别为1030nm和1054nm，插入损耗≤0.4dB，隔离度≥13dB。

所述的窄带光纤滤波器的中心波长为1054nm，峰值反射率大于99％，3dB带宽为12nm，边带抑制率大于10dB。

所述的相位调制器的适用波段为1054nm，3dB带宽＞10GHz，半波电压5V，输入输出保偏。

利用电光斩波技术，产生方波脉冲，再通过光纤环的装置，实现对激光啁啾脉冲的周期调制。在光纤环中，加入两个频率调制器，通过控制其外加电压的正负，实现对脉冲相位差的正负补偿，进而实现啁啾脉冲的零相位差调制。最后再让脉冲多次循环通过光纤环，实现对啁啾脉冲的带宽展宽及脉冲相位的多次，精确调制。实现了光谱可调，任意啁啾，脉宽可控，任意时间整形的全功能脉冲生成。

本发明的有益效果是，可以避免实验时非线性效用的产生，而且实现了啁啾脉冲脉宽可控和相位的零失真。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是实施例连接示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：依次串联构成环路的第一光路开关、放大器、波分复用器、窄带光纤滤波器、第二光路开关以及两个相位调制器，其中：第一光路开关的输入端接收方波信号，第二光路开关的输出端输出啁啾脉冲。

如图2所示，将单纵模激光器、第一马赫增德开关、第一掺镱光纤放大器、第二马赫增德开关、第二掺镱光纤放大器和窄带滤波器依次连接后与本装置的第一光路开关的输入端连接并输出方波，其中：单纵模激光器输出带宽为0.1nm、功率为100mw的连续脉冲，当脉冲输入到第一马赫增德开关时，第一马赫增德开关在频率为0.5GHz的驱动电压下将上边连续脉冲斩成周期为2ns的周期方波。周期方波再经过第一掺镱光纤放大器放大后进入第二马赫增德开关。第二马赫增德开关则在选单电压驱动下，对输入的信号进行选单。选出的单脉冲信号经过第二掺镱光纤放大器的放大补偿，以及滤波器的滤波后进入光纤环中的“2×2光开关”。输出信号经过本装置中的放大器的放大补偿，波分复用器和窄带滤波器的滤波后输入到第二个“2×2光开关”，此后开关输出的信号就会进入两个相位调制器。其中两相位调制器会根据所加驱动电压的正负及大小来实现对脉冲信号的不同相位差调制，最后再将调制好的信号输送回到第一个“2×2光开关”。依次循环N圈后，从第二个“2×2光开关”的一个空置的输出端口输出所需要的宽带啁啾脉冲信号。