激光线宽对光纤受激布里渊散射阈值的影响

发布时间：2019-11-20 22:21

【摘要】：理论分析了线宽对受激布里渊散射阈值的影响,使用噪声信号直接调制分布反馈半导体激光器构成可调线宽激光光源,搭建了受激布里渊散射阈值测量系统.结果表明,可调线宽激光的频谱与所使用的噪声信号的频谱类似,光谱与分布反馈半导体激光器输出光的光谱相比明显展宽.当可调线宽激光光源使用400 m V噪声信号进行调制时,长度为900 m单模光纤的受激布里渊散射阈值为616 m W,与使用DFB激光器测量的106 m W阈值相比,提高了7.6 d B.因此,可调线宽激光光源可以提高光纤的受激布里渊散射阈值,增加长距离光纤通信和光载电能传输系统中的光功率.
【图文】：

第1期张永宁，等:激光线宽对光纤受激布里渊散射阈值的影响91光频率．根据式(1)至式(3)，本研究对受激布里渊散射阈值随光纤长度和激光线宽的变化进行仿真．其中，仿真参数设置如下:入射光中心波长λ=1550nm;νB=10.8GHz;g0=2.0×10－11m/W;ΔνB=30MHz;K=2.0;k=1.38×10－23J/K;T=300K;声子寿命TB=10ns;Γ=1/TB;SiO2单模光纤的模场直径d=9μm;光纤长度L=1.0km．图1为仿真得到的受激布里渊散射阈值随光纤长度和激光线宽的变化关系．图1(a)表明受激布里渊散射阈值随光纤长度的增加先急剧减小，当光纤长度超过一定值后，受激布里渊散射阈值基本保持不变;对于同一长度的光纤，受激布里渊散射阈值随激光线宽的增加而增大．图1(b)表明对于固定长度的SiO2单模光纤，受激布里渊散射阈值随入射光线宽的增加而线性增加．图1不同激光器线宽下受激布里渊散射阈值变化的仿真结果Fig.1TherelationshipbetweenSBSthresholdandlaserlinewidth2实验结果与分析受激布里渊散射阈值测量的实验装置如图2．噪声信号直接调制DFB激光器构成可调线宽激光光源，DFB激光器的中心波长为1550.72nm，由任意波形发生器产生的带宽为20MHz的噪声信号进行直接调制，输出光功率约为700μW，经掺铒光纤放大器(erbium-dopedopticalfiberamplifier，ED-FA)1、光纤布拉格光栅滤波器(fiberBragggrat-ing，FBG)、扰偏器(polarizationscrambler，PS)进入高功率掺铒光纤放大器2(EDFA2)．光纤布拉格光栅滤波器用于滤除EDFA1的放大自发辐射(am-plifiedspontaneousemission，ASE)噪声;扰偏器的扰偏速率为700kHz，扰偏后光的偏振度＜5%，，光源输出的激光经扰偏后消除了偏振态对受激布里渊散射阈值的影响;EDFA2用于进一步放大光功率

玫降氖芗げ祭镌ㄉ⑸溷兄邓婀庀?长度和激光线宽的变化关系．图1(a)表明受激布里渊散射阈值随光纤长度的增加先急剧减小，当光纤长度超过一定值后，受激布里渊散射阈值基本保持不变;对于同一长度的光纤，受激布里渊散射阈值随激光线宽的增加而增大．图1(b)表明对于固定长度的SiO2单模光纤，受激布里渊散射阈值随入射光线宽的增加而线性增加．图1不同激光器线宽下受激布里渊散射阈值变化的仿真结果Fig.1TherelationshipbetweenSBSthresholdandlaserlinewidth2实验结果与分析受激布里渊散射阈值测量的实验装置如图2．噪声信号直接调制DFB激光器构成可调线宽激光光源，DFB激光器的中心波长为1550.72nm，由任意波形发生器产生的带宽为20MHz的噪声信号进行直接调制，输出光功率约为700μW，经掺铒光纤放大器(erbium-dopedopticalfiberamplifier，ED-FA)1、光纤布拉格光栅滤波器(fiberBragggrat-ing，FBG)、扰偏器(polarizationscrambler，PS)进入高功率掺铒光纤放大器2(EDFA2)．光纤布拉格光栅滤波器用于滤除EDFA1的放大自发辐射(am-plifiedspontaneousemission，ASE)噪声;扰偏器的扰偏速率为700kHz，扰偏后光的偏振度＜5%，光源输出的激光经扰偏后消除了偏振态对受激布里渊散射阈值的影响;EDFA2用于进一步放大光功率，确保待测光纤中能够发生受激布里渊散射．实验中使用两个光放大器是因为EDFA2的输入光功率范围为1～10mW，DFB激光器输出光功率不能达到EDFA2可以工作的最低输入值，所以需要EDFA1先进行预放大．EDFA2的输出光经光环形器(opti-calcirculator，OC)进入待测光纤(fiberundertest，FUT)，待测光纤为900m单模光纤，型号为G655．待测光纤的末端浸入折射率匹配液中，消除末端的菲涅尔反射，待测光纤的后向散射光?

【参考文献】

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【共引文献】

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