[发明专利]基于石墨烯复合微纳光纤的高转换效率2μm波长转换器

权利要求书

1.基于石墨烯复合微纳光纤的高转换效率2μm波长转换器，其特征是，该转换器包括2μm可调光纤激光器(1)、2μm半导体激光器(2)、第一偏振控制器(3)、第一耦合器(4)、第二耦合器(5)、掺钬光纤放大器(6)、第一偏振无关隔离器(7)、第二偏振控制器(8)、高非线性光纤(9)、石墨烯复合微纳光纤(10)、第三耦合器(11)和光谱仪(12)；2μm可调光纤激光器(1)和第一偏振控制器(3)连接，第一偏振控制器(3)与2μm半导体激光器(2)分别与第一耦合器(4)的两个输入端连接，将两束波长不同的光耦合在一起，第一耦合器(4)的公共端与第二耦合器(5)的一输入端连接；第二耦合器(5)的一输出端与掺钬光纤放大器(6)的输入端连接，掺钬光纤放大器(6)的输出端与第一偏振无关隔离器(7)连接，第一偏振无关隔离器(7)与第二偏振控制器(8)连接，第二偏振控制器(8)与一段高非线性光纤(9)连接，高非线性光纤(9)与石墨烯复合微纳光纤(10)连接，石墨烯复合微纳光纤(10)再与第二耦合器(5)的另一输入端连接，第二耦合器(5)、掺钬光纤放大器(6)、第一偏振无关隔离器(7)、第二偏振控制器(8)、高非线性光纤(9)和石墨烯复合微纳光纤(10)构成一个放大微环，用以实现波长转换；第二耦合器(5)的另一输出端与第三耦合器(11)的公共端连接，至此构成了全光波长转换器整体结构，第三耦合器(11)的一输出端与光谱仪(12)连接，用以测量光谱和转换效率。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合微纳光纤的高转换效率2μm波长转换器，其特征在于，所述的2μm可调光纤激光器(1)由半导体激光器(1-1)、铒镱共掺光纤放大器(1-2)、第一波分复用器(1-3)、铥钬共掺光纤(1-4)、第一可调滤波器(1-5)、第四耦合器(1-6)、第二偏振无关隔离器(1-7)、掺铥光纤放大器(1-8)、第二波分复用器(1-9)、掺钬光纤(1-10)、第二可调滤波器(1-11)、第五耦合器(1-12)与第三偏振无关隔离器(1-13)，半导体激光器(1-1)与铒镱共掺光纤放大器(1-2)输入端连接，构成泵浦源并与第一波分复用器(1-3)的泵浦端连接，第一波分复用器(1-3)的公共端与铥钬共掺光纤(1-4)连接，铥钬共掺光纤(1-4)与第一可调滤波器(1-5)连接，第一可调滤波器(1-5)与第四耦合器(1-6)的公共端连接，第四耦合器(1-6)的一输出端与第二偏振无关隔离器(1-7)连接，并且另外一输出端提供信号激光输出；第二偏振无关隔离器(1-7)与第一波分复用器(1-3)的反馈端连接；第四耦合器(1-6)的另一输出端与掺铥光纤放大器(1-8)输入端连接，提供增益，由半导体激光器(1-1)、铒镱共掺光纤放大器(1-2)、第一波分复用器(1-3)、铥钬共掺光纤(1-4)、第一可调滤波器(1-5)、第四耦合器(1-6)、第二偏振无关隔离器(1-7)和掺铥光纤放大器(1-8)构成的环形腔激光器作为泵浦源，掺铥光纤放大器(1-8)输出端与第二波分复用器(1-9)的泵浦端连接，第二波分复用器(1-9)的反射端与掺钬光纤(1-10)连接，掺钬光纤(1-10)与第二可调滤波器(1-11)连接，第二可调滤波器(1-11)与第五耦合器(1-12)的公共端连接，第五耦合器(1-12)的一输出端与第三偏振无关隔离器(1-13)连接，并且另一输出端提供激光输出，第三偏振无关隔离器(1-13)与第二波分复用器(1-9)的公共端连接。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯复合微纳光纤的高转换效率2μm波长转换器，其特征在于，所述的石墨烯复合微纳光纤(10)通过光学沉积法进行制备，即首先用保偏熔接机对色散位移光纤进行拉锥，锥区束腰直径控制在10～30μm，之后滴加石墨烯分散液；从拉锥光纤的一端输入2μm连续激光，其平均功率控制在30～50mW，此时将石墨烯纳米材料转移至微纳光纤的拉锥区处，微纳光纤周围的石墨烯纳米片被捕获并逐渐趋向在拉锥区的光纤表面。