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高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器的制作方法

文檔序號:2783912閱讀:203來源:國知局
專利名稱:高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種包層泵浦光纖放大器,具體地說,涉及一種采用WDM器件和多模光纖合波器循環(huán)泵浦結構的包層泵浦光纖放大器。
背景技術
新近發(fā)展的高功率光纖放大器一般采用多模雙包層泵浦技術,包層泵浦光纖放大器的主要優(yōu)點如下1)與單模纖芯泵浦技術相比,多模包層泵浦技術具有明顯的優(yōu)勢,采用多模包層泵浦技術,是將泵浦光輸入至橫截面數百倍至數千倍于單模光纖的多模雙包層光纖之中,因此,同樣的輸入光密度,多模包層泵浦可以允許數百倍至數千倍于單模泵浦的輸入,從而容易實現光纖放大器的大功率或超大功率輸出。2)光學結構簡單。3)大功率多模泵浦激光器功率大,成本低,壽命長,使泵浦模塊整體成本大幅度降低。
然而,包層泵浦方式并不容易實現泵浦的高效,這是由其特殊的泵浦結構決定的,這也直接影響到了包層泵浦光纖放大器的性能的提高,限制了放大器成本的進一步降低。人們通過采用各種特殊的光纖結構來提高摻雜雙包層光纖中的泵浦轉換效率,這些措施的效果是有限的,尤其是當增益光纖較短時,為了達到足夠的泵浦,通常必須采用更大的泵浦激光器,從而造成不必要的浪費和過大的散熱問題。最近,有人提出了采用環(huán)形結構的包層泵浦光纖激光器件(見圖1.1),其目的是將泵浦剩余光通過增益光纖另一端的第二個光纖耦合器收集后再次注入增益光纖,實現再次利用,提高了泵浦光的利用率。然而,由于單模和多模混合的多模光纖合波器的特殊結構(見圖1.2),其用于輸出信號光的光纖的包層中必然會帶走部分泵浦光;此外,多模光纖合波器的反向傳輸光損耗明顯高于正向,因此這種方法只能收集部分泵浦剩余光,泵浦剩余光的損失比較大;另一方面,增加一個這樣的光纖耦合器無疑增加了制作難度和整體成本,對于光放大器來說實際上是不可取的。
本發(fā)明提出了一種循環(huán)泵浦結構,采用基于WDM和多模光纖合波的技術,能將全部的泵浦剩余光收集后再次注入到增益光纖中,可大大提高泵浦效率,并且具有簡單易行的優(yōu)點,可有效降低整個高功率光纖放大器的成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,通過采用循環(huán)泵浦方式,實現包層泵浦高功率光纖放大器的高效泵浦,由于采用了WDM多模泵浦合波技術,使高功率光纖放大器的成本大大降低。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,它依次包括輸入端隔離器4、串接標準單模光纖10、WDN器件2、雙包層光纖1、WDN器件2、串接標準單模光纖10、輸出端隔離器5,和環(huán)路多模光纖9、2×1多模光纖合波器14,其特征在于在雙包層光纖1前后端分別串接三端口的多模/單模混合WDN器件2;前端的多模/單?;旌蟇DN器件2依次由標準單模單芯準直器8、介質濾波片6和多模/單模混合雙芯準直器7三部分構成,后端的多模/單?;旌蟇DN器件2依次由多模/單?;旌想p芯準直器7、介質濾波片6和標準單模單芯準直器8三部分構成,多模/單?;旌想p芯準直器7中包含雙包層光纖1和大截面多模光纖9;雙包層光纖1和大截面多模光纖9的光路通過介質濾波片6反射完成多模光連接,標準單模單芯準直器8中的單模光纖10透過準直透鏡和介質濾波片6與雙包層光纖1完成單模光學連接;前端的多模/單?;旌想p芯準直器7中的大截面多模光纖9與后端的多模/單模混合雙芯準直器7的大截面多模光纖9,通過2×1多模光纖合波器14連接,2×1多模光纖合波器14的另一輸入端連接泵浦激光器輸出端。
如上所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于2×1多模光纖合波器14為兩輸入-單輸出的單向結構,14的輸出端接前端多模/單模混合雙芯準直器7的大截面多模光纖9,完成正向循環(huán)泵浦;或者接后端的多模/單?;旌想p芯準直器7中的大截面多模光纖9,完成反向循環(huán)泵浦。
一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,它依次包括輸入端隔離器4、串接標準單模光纖10、WDN器件2、雙包層光纖1、WDN器件2、串接標準單模光纖10、輸出端隔離器5,和環(huán)路多模光纖9、2×1多模光纖合波器14等,其特征在于在雙包層光纖1前后端分別串接三端口的多模/單模混合WDN器件3;前端的多模/單?;旌蟇DN器件3依次由多模單芯準直器17、介質濾波片6和多模/單?;旌想p芯準直器16三部分構成,后端的多模/單?;旌蟇DN器件3依次由多模/單?;旌想p芯準直器16、介質濾波片6和多模單芯準直器17三部分構成,多模/單?;旌想p芯準直器16中包含雙包層光纖1和標準單模光纖10;雙包層光纖1和多模/單?;旌想p芯準直器16中的單模光纖10的光路通過準直透鏡和介質濾波片6反射完成單模光學連接,多模單芯準直器17中的大截面多模光纖9透過準直透鏡和介質濾波片6與雙包層光纖1完成光學連接;前端的多模單芯準直器17中的大截面多模光纖9與后端的多模單芯準直器17中的大截面多模光纖9,通過2×1多模光纖合波器14連接,2×1多模光纖合波器14的另一輸入端連接泵浦激光器輸出端。
如上所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于2×1多模光纖合波器14為兩輸入-單輸出的單向結構,14的輸出端接前端多模/單?;旌想p芯準直器7的大截面多模光纖9,完成正向循環(huán)泵浦;或者接后端的多模/單模混合雙芯準直器7中的大截面多模光纖9,完成反向循環(huán)泵浦。
如上所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于2×1多模光纖合波器14為兩輸入-單輸出的單向結構,14的輸出端接前端的多模單芯準直器17中的大截面多模光纖9,完成正向循環(huán)泵浦;或者接后端的多模單芯準直器17中的大截面多模光纖9,完成反向循環(huán)泵浦。
2×1多模光纖合波器14為單向結構,具有合波低損耗特性,多模光纖技術規(guī)格105/125/250-0.22A。當需要注入到泵浦光環(huán)路的泵浦光(泵浦激光和剩余泵浦光)多于兩個時,可限據需要采用更多的2×1多模光纖合波器實現多泵浦光的泵浦注入;也可采用N×1多模光纖合波器,且這種多泵注入并不額外增加環(huán)路的光損耗。
可以通過改變2×1多模光纖合波器的方向實現正向或反向循環(huán)泵浦結構以獲得最佳的光纖放大器特性。
如上所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于將兩級或多級包層泵浦光纖放大器串聯或并聯,通過WDM器件的泵浦光注入或分離作用和多模2×1(或N×1)光纖合波器的合波作用在各級間靈活分配泵浦光功率。
本發(fā)明的原理是光纖放大器光模塊由前多模/單?;旌蟇DM器件2(或3)、稀土摻雜雙包層光纖1、后多模/單?;旌蟇DM 2(或3)、多模光纖9、2×1多模光纖合波器14的只輸入端和輸出端構成多模泵浦光環(huán)路;泵浦激光器光功率通過多模光纖9和2×1多模光纖合波器14的另一只輸入端注入到泵浦光環(huán)路中。
器件的運行原理是這樣的,泵浦光通過多模光纖9和2×1多模光纖合波器14注入后,通過前端的多模/單?;旌蟇DM 2或3耦合到摻雜雙包層光纖1的內包層中,在摻雜雙包層光纖1的內包層中傳輸時,通過與單模摻雜纖芯的作用,被稀土離子吸收,實現粒子數反轉,并對信號光進行放大;在摻雜雙包層光纖1中未被吸收的泵浦光在后端的WDM 2或3處耦合到多模光纖中,并經過2×1多模光纖合波器14后再次進入第一只WDM器件,實現循環(huán)注入。
通過采用三端口WDM器件技術,由高反射率(或高透射率)的濾光片一方面將泵浦光高效注入到增益光纖中,另一方面將剩余泵浦光全部耦合進入環(huán)路中,器件插入損耗小,提高了泵浦光的利用率;通過采用結構簡單的2×1(或N×1)多模光纖合波器,利用其正向合波損耗小的特性實現低損耗的環(huán)路構建和泵浦激光器光功率的環(huán)路注入。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果①由于三端口WDM的特殊結構,使得在摻雜增益光纖兩端各采用一只三端口WDM就能構成一個封閉的環(huán)路(將兩個WDM的多模尾纖相連),形成泵浦光環(huán)形行波結構,既避免了泵浦光的浪費,又濾除了可能進入正向或反向信號光路的泵浦光,起到了隔離的效果。這種方法比采用光纖耦合器的環(huán)形結構的優(yōu)點在于,一方面三端口WDM器件結構簡單,比單模多?;旌辖Y構的光纖耦合器有更低的制作難度和成本;另一方面,由于采用高反射率的濾光片使剩余泵浦光能全部進入環(huán)路,剩余泵浦光利用率較高;而采用光纖耦合器時必然有部分泵浦光隨信號光一起進入信號通道,且多模光纖耦合器反向傳輸損耗較大,因而環(huán)路損耗比較大。
②由于采用具有合波低損耗特性的2×1多模光纖合波器,使環(huán)形行波結構中注入泵浦激光功率時不會引入更大的損耗。
③由于采用循環(huán)泵浦結構,使泵浦光在增益光纖中單次傳輸吸收不充分時,能通過環(huán)路再次注入增益光纖,使增益光纖入口處的泵浦光功率可以超過泵浦激光器的輸出功率,從而增強吸收,最終在隱態(tài)下達到高的吸收率。穩(wěn)態(tài)下總吸收等于泵浦激光器的輸出功率減去環(huán)路損耗,只要環(huán)路損耗足夠低,便能實現很高的泵浦吸收率,并且這種循環(huán)泵浦結構的泵浦吸收率與增益光纖長度無關,這使光纖放大器的設計更加靈活。
④采用WDM的多模泵浦光注入和導出,降低了高功率包層泵浦光纖放大器中關鍵器件的制作難度,降低了包層泵浦光纖放大器的成本;⑤在反射型多模/單模混合WDN器件中采用了帶外包層的摻雜雙包層尾纖,既解決了泵浦端的回波問題,又保護了摻雜雙包層光纖的多模波導結構。
⑥2×1多模光纖合波器的合波方向損耗很小,級聯的2×1多模光纖合波器還可用于多個泵浦激光器的同時注入;且2×1多模光纖合波器制作工藝遠比(N×1)+1的單模多模混合結構光纖耦合器合波器簡單。


圖1.1-現有的采用光纖耦合器的循環(huán)泵浦多模包層泵浦光纖放大器結構。
圖1.2-圖1.1中多模光纖合波器結構示意圖。
圖2-本發(fā)明實施例1采用泵浦光反射型WDM器件的循環(huán)泵浦高功率放大器光路結構示意圖。
圖3-圖2中反射型泵浦WDM 2的工作原理圖。
圖4.1-圖3中多模/單?;旌想p芯準直器7光纖截面圖。
圖4.2-圖3中標準單模單芯準直器8光纖截面結構。
圖5-本發(fā)明實施例2基于泵浦光透射型WDM器件的循環(huán)泵浦高功率放大器光路結構示意圖。
圖6-圖5中透射型泵浦WDM 3的工作原理圖。
圖7.1-圖6中多模/單?;旌想p芯準直器16光纖截面結構1。
圖7.2-圖6中多模/單模混合雙芯準直器16光纖截面結構2。
圖7.3-圖6中多模單芯準直器17光纖截面結構。
圖8.1-2×1多模光纖合波器原理結構。
圖8.2-2×1多模光纖合波器增強合波效率的結構。
圖9-循環(huán)泵浦工作原理。
圖10-本發(fā)明實施例3反向泵浦光路結構示意圖。
圖11-采用多泵的循環(huán)泵浦高功率放大器。
圖12.1-采用循環(huán)泵浦優(yōu)化泵浦功率分配的兩級串聯光放大器1的應用。
圖12.2-采用循環(huán)泵浦優(yōu)化泵浦功率分配的兩級串聯光放大器2的應用。
圖12.3-采用循環(huán)泵浦優(yōu)化泵浦功率分配的并聯結構寬帶光放大器的應用。
其中1-摻雜雙包層光纖;1.1-雙包層光纖保護層;1.2-雙包層光纖外包層;1.3-雙包層光纖內包層;1.4-雙包層光纖單模波導(或單模纖芯);2-反射型泵浦WDM;3-透射型泵浦WDM;4-輸入端隔離器;5-輸出端隔離器;6-介質膜濾光片;7-多模/單?;旌想p芯準直器;7.1-雙芯光纖插針套管截面;8-單模單芯準直器;8.1-單芯光纖插針套管截面;9-大截面多模光纖;9.1-多模光纖包層;9.2-多模纖芯;10-標準單模光纖;10.1-單模光纖包層;10.2-單模纖芯;11-泵浦光;
12-信號光;13-(N×1)+1多模光纖合波器;14-2×1多模光纖合波器;15-單模光纖WDM;16-多模/單模混合雙芯準直器;16.1-雙芯光纖插針套管截面;17-多模單芯準直器;17.1-單芯光纖插針套管截面。
具體實施例方式
本發(fā)明的主要設計思想是1、將目前包層泵浦光纖放大器中實現泵浦光注入采用的多模/單模光纖合波器(圖-1.1中器件13)用三端口的多模/單模混合WDN器件替換,實現通過WDM器件的多模泵浦光注入和剩余泵浦光的分離。循環(huán)泵浦結構的包層泵浦光纖放大器光學結構如圖-2所示,由摻雜雙包層光纖1、多模/單?;旌蟇DM 2(或3)、輸入/輸出光隔離器4和5、2×1多模光纖合波器14、輸入/輸出單模光纖10等組成;其中由WDM 2(或3)-摻雜雙包層光纖1-2×1多模光纖合波器14-WDM2(或3)構成多模泵浦光環(huán)路;泵浦光通過多模光纖9和2×1多模光纖合波器14注入到泵浦光環(huán)路中。
2、三端口的多模/單?;旌蟇DN器件2由多模/單?;旌想p芯準直器7,標準單模單芯準直器8和介質濾波片6三部分構成。
3、多模/單?;旌想p芯準直器7的結構充分考慮到了多模泵浦光經準直透鏡后反射至摻雜雙包層光纖的多模光斑尺寸與光纖截面尺寸的關系,為避免泵浦激光器一端回波,采取適當增加纖芯距離的結構。具體地采用了帶外包層(Φ250um)的摻雜雙包層光纖和除去外包層的大截面多模光纖(Φ105/125um),見圖-3和圖-4.1。泵浦光經大截面多模光纖-自聚焦透鏡后被介質濾波片反射,再經自聚焦透鏡后進入摻雜雙包層光纖的內包層,完成注入。
4、在另外一種三端口的多模/單?;旌蟇DN器件3結構(圖-6)中,多模/單?;旌想p芯準直器16中包含摻雜雙包層光纖和單模光纖,多模/單?;旌想p芯準直器中的摻雜雙包層光纖可保留外包層和保護層,也可只保留至內包層,但需用外包層介質填充空隙,見圖-7.3;多模單芯準直器17中包含大截面多模光纖,泵浦光從多模單芯準直器17中的多模光纖中經自聚焦透鏡-介質濾波片-自聚焦透鏡后進入摻雜雙包層光纖的內包層,完成注入。采用這一WDM器件結構的包層泵浦光纖放大器采用圖-5的光路結構。
5、進入摻雜雙包層光纖的泵浦光在傳輸過程中與纖芯的摻雜離子作用,被部分吸收,在雙包層光纖的另一端,剩余的泵浦光經另一只WDM器件耦合到多模光纖中,此多模光纖與泵浦激光器輸出的多模光纖一起通過2×1多模光纖合波器14后與前面的WDM器件的多模輸入光纖連接,完成環(huán)路和泵浦光的注入,見圖-2、5、10、11。
6、考慮到泵浦光功率較大的原因,WDM器件設計成導熱高效的封裝結構并采用導熱良好的材料。
7、2×1多模光纖合波器14具有單向合波低損耗的特性。2×1多模光纖合波器為兩輸入-單輸出的單向結構,具有合波低損耗特性,多模光纖技術規(guī)格105/125/250-0.22A。當需要注入到泵浦光環(huán)路的泵浦光(泵浦激光和剩余泵浦光)多于兩個時,可根據需要采用更多的2×1多模光纖合波器實現多泵浦光的泵浦注入;也可采用N×1多模光纖合波器,這種多泵注入并不額外增加環(huán)路的光損耗。
下面結合附圖和實施例進一步說明。
圖1.1是一種新近公布的包層泵浦光纖激光器的結構,在這種結構中,泵浦光經過多模光纖合波器13后進入摻雜雙包層光纖1,在1中傳輸時被單模波導中的摻雜離子吸收,到達1的另一端經另一只多模光纖合波器13后將剩余多模泵浦光收集到各多模光纖中,然后這些泵浦光再經第一只多模光纖合波器13進入增益光纖,完成循環(huán)利用。這一結構有兩方面的問題,一是過于復雜,器件成本很高,尤其當放大器需要采用多級結構泵浦光分配時,器件規(guī)模和成本都難以接受;另一方面,由于單模和多模混合的多模光纖合波器的特殊結構(圖1.2),用于輸出信號光的光纖的包層中必然攜帶部分泵浦光,此外,多模光纖合波器13的反向傳輸光損耗明顯高于正向,因此這種方法只能收集部分泵浦剩余光。
本發(fā)明實施例1的結構如圖-2,在雙包層增益光纖1的兩端用了兩只WDM器件2,通過一只WDM器件2將泵浦光注入到光纖1中,在光纖1的另一端經另一只WDM器件2的多模光纖將未有效泵浦吸收的多余的泵浦光收集下來,并通過一個2×1多模光纖合波器14將多余的泵浦光與泵浦激光器輸出的光合波,達到再次利用的效果。
WDM器件2的結構和工作原理見圖-3,多模/單模混合WDM器件采用了一個含有大截面多模光纖9和摻雜雙包層光纖1的多模/單?;旌想p芯準直器7,并通過WDM介質濾光片6將來自大截面多模光纖9的泵浦光11反射到摻雜雙包層光纖1的包層中,實現泵浦光的注入,摻雜雙包層光纖的數值孔徑不小于大截面多模光纖的數值孔徑(多模光纖通常為0.22)以保證足夠高的耦合效率;WDM介質濾光片對信號光為高透過狀態(tài),摻雜雙包層光纖單模纖芯中的信號光12通過雙芯準直器-介質濾光片-單模單芯光纖準直器結構到輸出(或輸入)單模光纖。圖-4.1和圖-4.2為WDM器件2中雙芯(圖-4.1)和單芯(圖-4.2)準直器的截面結構。
圖-5為實施例2一種采用泵浦光透射結構WDM器件的循環(huán)泵浦高功率放大器的結構方案。
基于信號光高反/泵浦透過介質膜濾光片的WDM器件3的工作原理如圖-6所示,此結構多模/單模混合WDM器件為單模反射,多模透射型結構,準直器截面結構如圖-7.1,其中由于沒有反射結構的泵浦光回波問題,其雙芯準直器可采用更小的纖芯距離(圖-7.2)。這一結構的優(yōu)點在于,可以在注入泵浦光的單芯準直器中采用特殊的有利于多模光功率耦合的自聚焦透鏡,以提高泵浦光的耦合效率。
2×1多模光纖合波器14的結構見圖-8.1,其合波損耗很小,這是多模合波器顯著不同于單模合波器的特點,為達到低損耗,在制作2×1多模光纖合波器時,可適當加大單纖端的截面尺寸,如圖-8.2。
其中的多模/單模混合WDM器件采用了一個單模光纖-摻雜雙包層光纖雙芯準直器,通過WDM介質濾光片6將來自單模光纖的信號光12反射到摻雜雙包層光纖1的纖芯1.4中;WDM介質濾光片6對泵浦光完全透過,來自大截面多模光纖9的泵浦光11通過WDM介質濾光片6后,入射到摻雜雙包層光纖1的包層中,摻雜雙包層光纖1的數值孔徑不小于大截面多模光纖9的數值孔徑(通常為0.22)。
圖-9為在本發(fā)明的循環(huán)泵浦條件下的功率轉換分析。假設泵浦激光器輸出的光功率是P0在光纖1中泵浦光的吸收率是η,環(huán)路損耗為δ·P0,在達到穩(wěn)態(tài)條件下,由第二個WDM分波后進入環(huán)路的泵浦光為Δ·P0,則穩(wěn)態(tài)條件下注入到摻雜雙包層光纖1中的泵浦光功率應等于被吸收的功率與進入環(huán)路的剩余泵浦光功率之和P0+Δ·P0-δ·P0=(P0+Δ·P0-δ·P0)·η+Δ·P0因此有(P0+Δ·P0-δ·P0)·η=P0-δ·P0(i)若忽略環(huán)路損耗,(P0+Δ·P0)·η=P0(ii)(ii)式結果說明當忽略環(huán)路損耗時,穩(wěn)態(tài)下吸收的功率等于全部的泵浦激光輸出功率,即達到100%的吸收;(i)式結果說明考慮環(huán)路損耗時則轉換的部分要扣除環(huán)路損耗,只要環(huán)路損耗足夠小,仍然可以得到較高的轉換率,例如環(huán)路損耗1dB時,轉換率還可達到80%以上;即使環(huán)路損耗3dB,也能達到50%吸收。重要的是,這種循環(huán)泵浦方式使泵浦光單次行波的吸收幾率η變得不重要,這一方面降低了對于摻雜光纖的工藝要求,同時也使泵浦光吸收率與光纖長度無關,增加了光纖放大器的設計靈活性。
圖-10為實施例3一種反向循環(huán)泵浦高功率放大器的結構方案。
圖-11為一種采用雙泵的循環(huán)泵浦高功率放大器的結構方案,通過增加一個2×1多模光纖合波器14來實現第二個泵浦激光器的加入,因第二個2×1多模光纖合波器在環(huán)路外,因此并不會增加環(huán)路的損耗;按此方法還可以將泵的數量增加到多個以滿足各種要求。
圖12.1和圖12.2為采用WDM器件優(yōu)化循環(huán)泵浦功率分配的兩級串聯光放大器的應用;圖12.3為采用WDM器件優(yōu)化循環(huán)泵浦功率分配的并聯結構寬帶光放大器的應用。
權利要求
1.一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,它依次包括輸入端隔離器(4)、串接標準單模光纖(10)、WDN器件(2)、雙包層光纖(1)、WDN器件(2)、串接標準單模光纖(10)、輸出端隔離器(5),和環(huán)路多模光纖(9)、2×1多模光纖合波器(14)等,其特征在于在雙包層光纖(1)前后端分別串接三端口的多模/單模混合WDN器件(2);前端的多模/單?;旌蟇DN器件(2)依次由標準單模單芯準直器(8)、介質濾波片(6)和多模/單?;旌想p芯準直器(7)三部分構成,后端的多模/單?;旌蟇DN器件(2)依次由多模/單模混合雙芯準直器(7)、介質濾波片(6)和標準單模單芯準直器(8)三部分構成,多模/單?;旌想p芯準直器(7)中包含雙包層光纖(1)和大截面多模光纖(9);雙包層光纖(1)和大截面多模光纖(9)通過準直透鏡和介質濾波片(6)反射完成多模光連接,標準單模單芯準直器(8)中的單模光纖(10)透過準直透鏡和介質濾波片(6)與雙包層光纖(1)完成單模光學連接;前端的多模/單?;旌想p芯準直器(7)中的大截面多模光纖(9)與后端的多模/單?;旌想p芯準直器(7)的大截面多模光纖(9),通過2×1多模光纖合波器(14)連接,2×1多模光纖合波器(14)的另一輸入端連接泵浦激光器輸出端。
2.一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,它依次包括輸入端隔離器(4)、串接標準單模光纖(10)、WDN器件(2)、雙包層光纖(1)、WDN器件(2)、串接標準單模光纖(10)、輸出端隔離器(5),和環(huán)路多模光纖(9)、2×1多模光纖合波器(14)等,其特征在于在雙包層光纖(1)前后端分別串接三端口的多模/單?;旌蟇DN器件(3);前端的多模/單?;旌蟇DN器件(3)依次由多模單芯準直器(17)、介質濾波片(6)和多模/單?;旌想p芯準直器(16)三部分構成;后端的多模/單?;旌蟇DN器件(3)依次由多模/單模混合雙芯準直器(16)、介質濾波片(6)和多模單芯準直器(17)三部分構成;多模/單?;旌想p芯準直器(16)中包含雙包層光纖(1)和標準單模光纖(10),多模單芯準直器(17)中包含多模光纖(9)。雙包層光纖(1)和多模/單?;旌想p芯準直器(16)中的單模光纖(10)通過準直透鏡和介質濾波片(6)反射完成單模光學連接,多模單芯準直器(17)中的大截面多模光纖(9)透過準直透鏡和介質濾波片(6)與雙包層光纖(1)完成多模光學連接;前端的多模單芯準直器(17)中的大截面多模光纖(9)與后端的多模單芯準直器(17)中的大截面多模光纖(9),通過2×1多模光纖合波器(14)連接,2×1多模光纖合波器(14)的另一輸入端連接泵浦激光器輸出端。
3.如權利要求1所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于2×1多模光纖合波器(14)為兩輸入—單輸出的單向結構,(14)的輸出端接前端多模/單?;旌想p芯準直器(7)的大截面多模光纖(9),完成正向循環(huán)泵浦;或者接后端的多模/單?;旌想p芯準直器(7)中的大截面多模光纖(9),完成反向循環(huán)泵浦。
4.如權利要求2所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于2×1多模光纖合波器(14)為兩輸入—單輸出的單向結構,(14)的輸出端接前端的多模單芯準直器(17)中的大截面多模光纖(9),完成正向循環(huán)泵浦;或者接后端的多模單芯準直器(17)中的大截面多模光纖(9),完成反向循環(huán)泵浦。
5.如權利要求1或2或3或4所述的高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,其特征在于將兩級或多級包層泵浦光纖放大器串聯或并聯,通過WDM器件的泵浦光注入或分離作用和多模2×1(或N×1)光纖合波器的合波作用在各級間靈活分配泵浦光功率。
全文摘要
一種高效循環(huán)注入包層泵浦光纖放大器,它依次包括輸入端隔離器4、串接標準單模光纖10、雙包層光纖1、串接標準單模光纖10、輸出端隔離器5,其特征在于采用由單模單芯準直器、介質濾波片和多模/單?;旌想p芯準直器三部分構成的多模/單模混合WDN器件,和2×1多模光纖合波器14構成光循環(huán)注入結構,由于高反射率的濾光片使剩余泵浦光能全部進入環(huán)路,大大提高包層泵浦光纖放大器的泵浦效率,并且具有低成本和簡單易行的特點。
文檔編號G02F1/35GK1888970SQ20061001964
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權日2006年7月17日
發(fā)明者傅焰峰, 龍浩, 吳克宇, 付浩軍 申請人:武漢光迅科技股份有限公司
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