激光在光纤通信中应用的实例

2008/7/1/08:48 来源：网络

    摘 要：多波长锁模激光器为波分复用（WDM）光纤通信网络系统提供了光学梳状滤波功能,其信道间的间隙距离范围宽达100～3.125GHz,从而大大减少了网络通信系统中过去对半导体激光器的大量需求,进一步简化了现有WDM光纤通信网络的复杂性,扩大了应用范围,降低了系统应用的成本,提高了系统的可靠性。
  
    前言  

    ---目前广泛使用的光纤通信系统,包括都市网络系统、局域网络系统和使用光纤传输信号的各种设备系统等都需要使用大量的半导体分布反馈激光器作发射光源,这增加了网络和系统的复杂性和成本。随着都市光纤通信网络、各种局域网和光纤信号传输设备仪器的广泛使用,这一问题就更加明显。模式锁定激光器是时域应用方面产生短脉冲的工具,包括要求C波段可调的重复频率通信应用,这种锁模激光器还可在波分复用光纤通信网络中用作多波段光源。由于这种半导体可调多波段激光器能提供光学梳状滤波功能,且信道间隔范围极宽：100～3.125GHz,因而可大量地减少目前WDM网络系统中所用的普通分布反馈半导体激光器光源,大大地简化WDM网络系统。由于目前的WDM网络系统是在按国际通信联盟（ITU）栅格上的精确位置采用多波段建立的,因而对系统建立的空间限制成本和性能都提出了很高的要求。而模式锁定半导体激光器能产生脉冲重复频率精确分开的高质量信道梳,只要用一个这种锁模半导体激光器便可代替许多个目前在WDM网络系统中所使用的分布反馈激光器。这种激光器使目前WDM网络系统有可能实现用单光源取代多光源的简化方案,这不仅简化了WDM通信网络系统,而且对降低系统成本十分有利,进而把WDM通信网络的应用从都市网络、接入接出网络、测量和测试设备与便携式野外测试设备等的应用扩展到新的应用领域,如超连续谱的产生、频率测量、超精细的分布WDM等,还可从激光光谱与时间特性获得许多有益的应用。  

    激光器的模式锁定工作  

    ---时域应用中的锁模激光器输出功率是一种连续系列的品质脉冲,图1示出的是一个铒玻璃锁模激光器的输出光脉冲频率,其工作波长为1535nm,重复频率为25GHz,周期为40ps,脉冲宽度约为4ps。一般说来,激光器的频率模式由一个C/2L的无光谱区分隔开,这里的L表示激光器的腔长,激光器的工作常常是多模的,其模式随时间的变化是随机性的。显然,这种变化会引起激光器的输出光强度发生随机性的起伏变化,从而导致模式间的相互干涉和模式竞争,这会降低激光器输出的稳定性和相干性能,因为一个稳定和相干工作的连续波激光器通常只以一个激射模式工作。  

    ---这种模式锁住是靠强加模式相位,保持模式彼此间的恒定值的方式产生稳定和相干脉冲激光。因此,这些模式都是相干密合的。基模锁住导致出现一种周期系列的光脉冲,其周期为无光谱区距离的倒数。这种脉冲周期就是2个连续到达腔体端面反射镜面脉冲间的间隔。而模式的频率间隔和脉冲重复频率间存在着一种固体的关系。换言之,这种定时脉冲梳的傅里叶变换是一种频率或波长梳,这种能力正是使锁模激光器能够作为多波段激光光源的关键因素。
  
    ---当以等于间模频率间隔的频率对激光器的损耗加以调制时产生锁模工作。

【我要评论】

【大 中 小】 【打印】