研究了一种基于光纤Sagnac环镜的多波长线性腔掺铥光纤激光器。该激光器采用1.5 m长的双包层掺铥光纤为增益介质, 793 nm激光二极管为泵浦源, 光纤Sagnac环镜和光纤环形镜构成激光器谐振腔。通过增加泵浦功率和调节偏振控制器, 在1 949~1 976 nm的光谱范围内实现了1~7个波长的激光输出, 输出功率达毫瓦量级, 光信噪比达到40~50 dB。

为了实现稳定的多波长输出, 设计了一种基于半导体光放大器(SOA)的非线性偏振旋转(NPR)效应的多波长光纤激光器。该激光器利用SOA的NPR效应, 将SOA与其它偏振器件组合引起强度相关损耗(IDL), 抑制SOA均匀加宽线宽内的模式竞争, 在室温下实现了波长间隔为0.63 nm的35个稳定的多波长输出。此外, 通过偏振调节实现了12 nm的波长调谐。最后, 实验验证了增加保偏光纤(PMF)长度能够实现更小波长间隔的稳定多波长输出。

基于受激布里渊散射(SBS)和可调谐多波长光纤激光器, 设计了一款基于新型多抽头的复系数微波光子滤波器。该滤波器由SBS效应引入一个相移量实现复系数, 通过调节SBS的泵浦光功率控制相移量的大小, 进而实现滤波器的中心频率连续可调谐。实验研究了基于高掺杂铒纤的可调谐多波长光纤激光器, 得到了波长间隔为0.338 nm的多达16个激光信号的稳定输出。以实验数据为抽头光源, 仿真研究了SBS增益介质长度、抽头光源的数目和波长间隔对该款微波光子滤波器性能的影响。

实验研究了波长间隔为双倍和三倍布里渊频移的多波长布里渊掺铒光纤激光器, 通过改变布里渊抽运波长实现了多波长激光器的调谐。实验得到了波长间隔为双倍布里渊频移即 0.17 nm的8个布里渊多波长激光产生, 输出波长可以在 110 nm(1528~1638 nm)范围内调谐；还得到了波长间距为三倍布里渊频移即0.26 nm的5个布里渊多波长激光产生, 输出波长可以在60 nm范围(1535~1595 nm)内调谐。另外, 实验还发现布里渊抽运激光波长在激光器自激发振荡波长范围内时, 产生的布里渊波长数达到最大值。该研究在密集波分复用光纤通信系统、微波光子学、光纤传感、光谱测量等领域具有重要的应用前景。

提出了一种基于复合光纤滤波器的在室温下稳定输出多波长掺铒光纤激光器, 该激光器由两个级联球状结构的马赫-增德尔干涉仪(MZI)和一个双折射光纤滤波器-Lyot滤波器组成。球状结构MZI是由光纤熔接机在一段单模光纤(SMF)放电设计而成的。Lyot双折射光纤滤波器是利用一段保偏光纤(PMF)和两个偏振控制器(PC)连接而成, 该结构可以诱导非线性偏振旋转效应和双折射光纤效应来抑制模式竞争产生多波长。Lyot滤波器和球状结构的MZI作为模式限制器件, 并且Lyot滤波器对级联球状结构MZI的透射谱进行调制, 其透射谱周期决定了复合滤波器结构的透射谱周期。在室温下, 该系统实现了边模抑制比约为40 dB的九个波长的同时激射, 且波长间隔约为0.68 nm, 与Lyot滤波器透射谱周期一致。为了验证输出波长的稳定性, 在2 h内, 每隔10 min观察输出的波长, 实验证明, 室温下中心波长输出功率的浮动小于0.67 dB。此外, 将两个球状结构MZI放置在高温炉上, 使其外界温度从30 ℃升至110 ℃时, 输出波长光谱的调谐范围可达到6.69 nm。

针对负系数微波光子滤波器很难用正系数的光学抽头来实现, 提出了一款基于色散器件级联的可调谐、窄带宽、负系数微波光子滤波器。利用整形后的多波长光纤激光器的输出信号作为滤波器的抽头光源, 将单模光纤与F-P光纤环级联作为延迟单元, 实现滤波器的频率选择性。利用相位调制器和级联的色散器件共同作用, 实现负系数的微波光子滤波器。实验得到了波长间隔为0.34 nm的多达37个激光信号的稳定输出, 进而基于此实验结果仿真研究了F-P光纤环中C2、C3的耦合系数r、不同长度的可调谐光纤延迟线(TODL)和延迟单元中不同长度的单模光纤等参数对微波光子滤波器性能的影响。

吴 坚， 黄 龙， 许将明， 周 朴(**科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073) 摘 要: 设计了基于Sagnac环形镜的哑铃型结构全光纤掺镱激光器，使用976 nm多模激光二极管泵浦，通过调节偏振控制器获得了稳定的多波长线偏振激光输出。泵浦功率为20.4 W时，最高输出功率达到5.13 W，功率波动不大于0.02 W，激光器输出多波长激光线偏振度约为14.19 dB，多波长输出功率平坦度优于3 dB。

提出了一种利用射频控制信号对多波长光纤激光器输出的多波长信号进行整体精密调谐的方法。通过在多波长光纤激光器腔外放置射频信号控制的单边带（SSB）调制器，实现了65个波长整体精密调谐。通过改变射频驱动信号频率，可以实现多波长整体在150 MHz～12 GHz范围内的任意调谐，最低对应1.2 pm的调谐量。且调谐步长由射频控制信号决定，可精确到1 Hz。多波长整体调谐前后，多波长间隔始终保持50 GHz不变，各波长的边模抑制比(SMSR)均可达到20 dB。

提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐的带通微波光子滤波器。它以可调谐多波长光纤激光器作为光源，将相位调制器和色散器件相结合，通过在普通单模光纤中相位调制到强度调制的转换效应消除了低频谐振峰实现了带通微波光子滤波器。利用双折射光纤环镜输出谱中的一个窗口对多波长激光信号频谱进行加窗处理，使微波光子滤波器的边瓣抑制比提高了约11 dB。通过调节多波长光纤激光器中的偏振控制器可以使输出多波长激光信号的相邻波长间隔得到调节，从而结合普通单模光纤的色散延时作用可以使微波光子滤波器的通带中心频率在7.66 GHz范围内调谐。

实验研究了由宽带啁啾光纤布拉格光栅和Sagnac梳状滤波器构成谐振腔的多波长拉曼光纤激光器，分析了在激光器谐振腔内熔接一段积分拉曼增益小的色散位移光纤（引入光波间的四波混频作用）对激光器输出谱的影响。结果表明，同等抽运功率条件下，四波混频的引入起到了光波间的能量传递作用，使具有较平坦功率谱的输出波长从未加入色散位移光纤时的3个增加至6个。