[实用新型]铒铥混合掺杂的光纤超荧光超宽带光源

说明书

本实用新型公开的一种铒铥混合掺杂的光纤超荧光超宽带光源，其特征在于双后向掺铥的S波段光源和掺铒的C+L波段光源，二者相结合通过耦合器输出，产生了超宽带的S+C+L宽带光源。本实用新型可以较好地满足分布式光纤光栅传感系统、光纤通信系统、信号解调等应用场合的要求，实验设计灵活，光光转换效率高。

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及一种铒铥混合掺杂的光纤超荧光超宽带光。

背景技术

随着三网融合、移动互联网、物联网、云计算与智慧城市等概念的提出与实施，我国现阶段正大力推出“宽带中国”国家发展战略，这将进一步加快我国宽带化的发展进程，进一步促进相关产业，特别是光通信技术、系统与器件以及电子信息产业的快速发展，同时推动城域和干线光传送网的建设及扩容，FTTx光接入网的建设及带宽提速。光通信的快速发展对光源提出了更高的要求，要求带宽足够宽，功率足够高。

掺铥的光纤放大器(TDFA)的研究非常普遍。有两种典型的泵浦方式，一种是单一的1050nm泵浦光方式，另一种是双波长泵浦结构，该光源是由1550nm和1400nm的泵浦光组成，双波长泵浦的结构有利于TDFA光源光谱向长波长方向移动。因此，TDFA可以设计为工作在很宽的波长范围内(在1450和1520纳米之间)，光纤光源可以从C+L波段宽带向更宽的方向发展，也就是S+C+L超宽带超荧光光源。

根据传统的上变频泵方案，两个激发态之间的粒子数反转3H4(激光下能级)和3F4(激光上能级)的铥离子具有1050nm泵浦激光有效地产生，从而导致极少数近似统一反转，现实很难实现增益漂移。然而，一个双波长泵浦方式下，1550+1400nm或者1550+1050nm，辅助泵浦光1550nm交叉3H6和3H4(激光下能级)，这样将增加大量的较低能级的激光，这种激光可以反转。因此，通过增加1550nm泵浦光功率，TDFA增益谱将向长波长方向移动。

铒是多电子粒子,它的基态是⁴I_15/2,它的第一激发态是⁴I_13/2，第二激发态是⁴I_11/2。当铒离子能级发生了斯塔克(Stark)分裂变时，⁴I_15/2就会变成8个子能级,⁴I_13/2变为7个子能级，而⁴I_11/2变为6个子能级。铒离子的⁴I_11/2激发态的时间非常短暂,而⁴I_13/2是一个亚稳态,时间稍微比⁴I_11/2激发态长点.所以,⁴I_15/2、⁴I_13/2和⁴I_11/2形成了一个三能级结构。当受到泵浦光作用,离子就会从基态激发到亚稳态⁴I_11/2能级上的粒子数很快辐射到⁴I_13/2能级,此时掺铒光纤就会产生超荧光,当Stark能级裂变时,亚稳态⁴I_13/2到⁴I_15/2跃迁的光谱和增益的频带比较宽,就形成了超荧光。L波段放大自发辐射(ASE)的形成与C波段ASE一样，都是由能级⁴I_13/2→⁴I_15/2的跃迁产生的,C波段ASE是由⁴I_13/2→⁴I_15/2主能级的Stark分裂能级的高能级的跃迁产生,L波段的ASE是主能级的Stark分裂能级的低能级的跃迁所产生。