CL波段平坦的掺铒光纤宽带光源和光谱分割梳状多波长光源研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文C+L波段平坦的掺铒光纤宽带光源和光谱分割梳状多波长光源研究姓名：黄文财申请学位级别：博士专业：光学指导教师：明海;谢建平2003.4.1±里型垫奎兰堡主兰堡堡塞——————————————————————!墅生摘要随着光纤通信中波分复用系统(wDM)向宽带发展，c+L波段平坦的宽带光源及其分割成的梳状多波长光源是密集波分复用(DwDM)的关键技术之一．它是近年光通信领域学者们关注和研究的热点。本文的主要工作是对DwDM系统中的c+L波段平坦宽带光源和光谱分割梳状多波长光源的应用基础和技术进行深入的研究。论文提出了一种前向泵浦双级双程结构的掺铒光纤超荧光光源，

2、选择高掺杂铒光纤和1480nm半导体激光器作泵浦源，采用宽带光纤反射镜将后级掺铒光纤中产生的正向L波段AsE反馈注入到前级掺铒光纤中放大，使L波段上的功率得到有效的提高，获得了带宽近80nm，输出功率28mw的c+L波段超荧光宽带光源。在c+L波段宽带光源的平坦化技术上，提出一种单级c+L波段光谱平坦的掺铒光纤超荧光宽带光源，采用前后向双向泵浦单级掺杂铒光纤，选择980nm半导体激光器作为后向泵浦源，1480nm波段半导体激光器作为前向泵浦源。通过980nm半导体激光器后向泵浦掺铒光纤产生的c波段的超荧光放大1480nm’f，导体激光器前向泵浦同段掺铒光纤产生的L波段超荧光，使得L波段上

3、的功率得到极大的提高，c波段上的功率则略微下降，从而获得平坦带宽达80fIm，功率为22．5mw(13．5dBm)的c+L波段超荧光宽带光源。单级c+L波段光谱平坦的掺铒光纤超荧光宽带光源在国际上是首创的。在光谱分割多波长光源方面，提出两种具有显著优点的光谱分割多波跃光源。第一、环形腔反馈注入式光谱分割梳状多波长光源，选择高稳定度F-P滤波器对半导体激光器泵浦掺铒光纤的后向输出超荧光进行分割，利用一只的宽带光纤耦合器分出一定比例的梳状光谱反馈注入到掺铒光纤中，根据梳状光谱重新分配掺饵光纤放人白发辐射，即在激励谱强度火的地方，自发辐射强，激励谱强度小的地方，白发辐射弱，使多波长光源功率比简

4、单光谱分割技术提高7．5dB，信噪比达20dB，光源的波&位置具有很好的稳定性。第二、反射式光纤马赫．曾德(M_z)滤波器的线性腔全光纤光谱分割多波长光源，设计反射式光纤M．z滤波器作为双程前向或者双程后向掺饵光纤超荧光光源的反射镜，由于反射式M_z滤波器技术简单、在带宽范嗣内的透射谱消光比都是一样的，网此，反射式M-Z滤波器全光纤光谱分割多波长光源将比级联长周期光栅对光谱分割多波长光源更为理想。最后，我们设计了用于多波长光源中的高稳定度的F-P滤波器，并提出两种高精度测量F_P滤波器间距的方法，利用F—P滤波器结合副载波复用实现两路、F导体激光器波长的锁定实验。本论文‘I：作以国家86

5、3项目、美国松光电子国际合作项目、华为科技基金和香港理工大学科研基金等项目为背景。论文的研究成果为顺利完成这些项目起到了重要作用。．I．!里塾垫查兰坚圭兰竺堡壅———————!!曼本文创新点和特色：1．在国际上首次提出并实现在单级掺铒光纤中获得波K=覆盖光通信c+L波段的超荧光平坦宽带光源，该光源具有光谱平坦度好，输出功率高币』易丁实现的优点，是目前报道的能获得80nm平坦带宽的晟好光源结构。2．首次提出利用高稳定度F．P滤波器的反馈环形腔注入方法实现光谱分割多波长光源，获得了信噪比高达20dB的高度热稳定梳状多波氏光源，并提出两种高精度的F—P间距测量方法：光谱法和透射峰移动计数法。3

6、．对前向泵浦双级双程结构的掺铒光纤超荧光光源做了重要的改进，使光源在L波段上的功率得到更大的提高。4．改进了线性腔双程前向结构和双程后向结构光谱分割多波长=光源中的滤波器，设计了反射式全光纤M-Z滤波器线性腔光谱分割多波长光源。关键词：c+L波段平坦宽带光源；光谱分割梳状多波长光源；F．P滤波器；波长锁定单频激光。史里登垄查兰堕主兰堡笙塞一—————————————————j堕曼ABSTRACTWiththedeveIopingofwavelen舀hdivjsionmu】tiplexing(WDM)矗bercommunjcationsvstemtowardbroadbandwidm．C+

7、L-b锄dflatbfoadbandwidthsourcesandthespectrumslicingmu¨wavelengthsourcesbasedonithavecausescholarsmuch甜entionsinopticalnbercommunica“on打eldsincetheyafethekeytechniquesofdensewaveJen垂hdjvisjonmult-plexing(DWDM)．Applicati