專利名稱：?jiǎn)伪枚嗖ㄩL(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體泵浦激光器。特別是涉及一種應(yīng)用于拉曼光纖放大器的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的擴(kuò)大，Raman (拉曼)光纖放大器在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。在Raman光纖放大器中，只要選定合適的泵浦波長(zhǎng)以及功率配置就可在多種類型的傳輸光纖上實(shí)現(xiàn)對(duì)所傳輸波長(zhǎng)信號(hào)的放大。將多個(gè)泵浦波長(zhǎng)組合在一起，就能輕易的擴(kuò)展放大波長(zhǎng)窗口。對(duì)于DWDM(DWDM :Dense Wavelength Division Multiplexing 密集型光波復(fù)用) 系統(tǒng)中應(yīng)用的Raman放大器，目前都是通過采用多個(gè)波長(zhǎng)的泵浦源通過合波來使其Raman 增益帶寬擴(kuò)大，通過對(duì)泵浦波長(zhǎng)數(shù)目、間隔以及各波長(zhǎng)功率的選擇以達(dá)到增益譜平坦。目前用于光纖通信系統(tǒng)中的Raman泵浦激光器都是米用成熟的InGaAsP多兀材料體系的多量子阱結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器。出于長(zhǎng)期可靠性等方面的考慮，前后表面分別鍍有不同反射率薄膜的激光器管芯被置于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的14管腳蝶形封裝的氣密封裝殼體中，在殼體和激光器管芯之間還有用于使激光器管芯保持溫度恒定的半導(dǎo)體制冷器(TEC,Thermoelectric Cooler)以及用于承載激光器管芯、耦合透鏡、熱敏電阻以及背光監(jiān)控探測(cè)器等的熱過渡承載臺(tái)。由于Raman增益頻移相對(duì)于泵浦激光器的輸出頻率恒定，為了使傳輸信號(hào)獲得穩(wěn)定的增益，Raman泵浦激光器的輸出波長(zhǎng)必須足夠穩(wěn)定，而考慮到泵浦激光器管芯本身輸出波長(zhǎng)會(huì)隨溫度以及工作電流等發(fā)生漂移，所以用于穩(wěn)定管芯溫度的TEC以及處于激光器尾纖上用于波長(zhǎng)鎖定的光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating,FBG)就不可或缺。FBG通?？逃诩す馄鞣庋b外的尾纖上，通過反射回到激光二極管中的在波長(zhǎng)范圍很窄的反射光來實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)鎖定。目前，應(yīng)用于Raman放大的泵浦激光器，都是采用一個(gè)FBG來實(shí)現(xiàn)單個(gè)波長(zhǎng)的鎖定，即實(shí)現(xiàn)單泵單波長(zhǎng)的穩(wěn)定輸出。在應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中的Raman放大器中，一般通過多個(gè)這樣輸出不同波長(zhǎng)泵浦激光器的合波來實(shí)現(xiàn)放大器的增益平坦。在不使用增益平坦濾波器的條件下要達(dá)到系統(tǒng)對(duì)各通道增益的要求則至少需要3個(gè)不同的波長(zhǎng)才能滿足C波段內(nèi)的平坦增益。而在實(shí)際使用環(huán)境中，有很多用Raman放大器來改善系統(tǒng)信噪比的條件下并不需要很大的增益/泵浦功率，但為了獲得平坦的Raman增益，一般還是需要使用多個(gè)不同波長(zhǎng)泵浦激光器或通過使用GFF來獲得平坦的增益。而無論是使用多個(gè)泵浦激光器還是使用GFF都會(huì)導(dǎo)致放大器功耗以及成本增加在使用多個(gè)泵浦時(shí)的泵浦采購(gòu)成本增加以及對(duì)多個(gè)泵浦單獨(dú)溫度控制等功耗的增加，在使用GFF時(shí)由于損失了被平抑部分的能量，所以需要使用更大功率的泵浦，這也導(dǎo)致了系統(tǒng)功耗和成本的增加。如圖5所示為專利(Accelink的IPB⑶以及Raman泵浦合波的專利)所描述的 Raman泵浦合波方法,其中3_1和3_2為處于光纖通信鏈路中的信號(hào)傳輸光纖,7-1,7-2, 7-3 和7-4分別為4個(gè)發(fā)射不同波長(zhǎng)的Raman泵浦激光器，4只激光器每?jī)芍粸橐唤M分別與偏振合束隔離退偏器IPBCD 6-1和6-2的兩根輸入保偏尾纖以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式連接，兩只IPB⑶輸出尾纖分別與泵浦合波WDM 5的透射和反射端連接，泵浦合波WDM 5的公共端再與泵浦信號(hào)合波WDM 4的輸入端連接，泵浦信號(hào)合波WDM 4的另外兩個(gè)端口分別與輸入端傳輸光纖3-2以及輸出端傳輸光纖3-1連接。該專利由于米用4個(gè)發(fā)射不同波長(zhǎng)的 Raman泵浦激光器，從而導(dǎo)致了系統(tǒng)功耗和成本的增加。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種通過在泵浦激光器的輸出尾纖上使用至少兩個(gè)或兩個(gè)以上不同中心波長(zhǎng)的FBG來實(shí)現(xiàn)可使Raman增益平坦對(duì)應(yīng)多個(gè)波長(zhǎng)激射的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置。單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，包括有半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊、半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊的輸出尾纖及設(shè)置在輸出尾纖上的多個(gè)光纖布拉格光柵，其中，所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊具有殼體，位于殼體內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器，設(shè)置在半導(dǎo)體制冷器內(nèi)的熱過渡承載臺(tái)，設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)上的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯，分別設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)上并分別位于所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯周邊的耦合透鏡組、熱敏電阻和背光探測(cè)器，所述的泵浦激光器管芯、背光探測(cè)器、熱敏電阻以及半導(dǎo)體制冷器與激光器管殼外部的引腳為電氣連接。所述的第一級(jí)光纖布拉格光柵與半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯的最短距離大于該激光器本征輸出的相干長(zhǎng)度。處于激光器輸出尾纖上的多個(gè)光纖布拉格光柵的反射譜中心波長(zhǎng)至少有兩個(gè)，并且兩個(gè)相鄰反射譜中心波長(zhǎng)的間距大于5nm。處于激光器輸出尾纖上的多個(gè)光纖布拉格光柵的反射譜的反射系數(shù)相同或不同。所述的每個(gè)光纖布拉格光柵的反射波長(zhǎng)與激光器在全工作電流范圍內(nèi)全工作溫度范圍內(nèi)的本征輸出波長(zhǎng)的差值小于等于失鎖極限。一種采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖、泵浦信號(hào)合波器以及第二信號(hào)傳輸光纖，所述泵浦信號(hào)合波器的輸入端連接隔離偏振合束退偏器的輸出端，所述隔離偏振合束退偏器的兩個(gè)保偏光纖輸入端分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器。所述隔離偏振合束退偏器的兩個(gè)保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器。采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖、泵浦信號(hào)合波器以及第二信號(hào)傳輸光纖，所述泵浦信號(hào)合波器的輸入端連接隔離退偏器的輸出端，所述隔離退偏器的保偏光纖輸入端連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器。所述隔離退偏器的保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器。本發(fā)明的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置，用于Raman 放大領(lǐng)域，在實(shí)現(xiàn)Raman增益譜平坦的同時(shí)，可節(jié)省泵浦個(gè)數(shù)，降低控制電路以及控制軟件的復(fù)雜程度，提高泵浦功率利用率，縮小放大器尺寸，降低放大器的制造以及運(yùn)行成本。具有如下優(yōu)點(diǎn)I、采用本發(fā)明的Raman放大器與一般Raman放大器相比減少了泵浦激光器的數(shù)目，提高了泵浦進(jìn)入信號(hào)傳輸光纖的傳輸效率，在相同的增益條件下降低了泵浦功率，提高了能量轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)也縮小了放大器體積；2、本發(fā)明的光路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，可以有效降低成本；3、本發(fā)明在中小增益條件下的控制簡(jiǎn)單，可有效降低控制電路以及控制軟件的復(fù)雜程度。
圖I是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是泵浦激光器本征增益譜與異側(cè)雙波長(zhǎng)FBG的反射率示意圖；圖3是泵浦激光器本征增益譜與同側(cè)雙波長(zhǎng)FBG的反射率示意圖；圖4是泵浦激光器本征增益譜與四波長(zhǎng)FBG的反射率示意圖；圖5是基于普通Raman泵浦激光器的泵浦合波結(jié)構(gòu)；圖6是基于單泵多波長(zhǎng)激射Raman泵浦激光器的泵浦合波第一實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是基于單泵多波長(zhǎng)激射Raman泵浦激光器的泵浦合波第二實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I :半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊1-1:半導(dǎo)體Raman泵浦激光器管芯
1-2:耦合透鏡組1_3:半導(dǎo)體制冷器(TEC)
1-4:熱過渡承載臺(tái)1-5:背光探測(cè)器
1-6:激光器封裝殼體1-7:熱敏電阻
2-1:輸出尾纖2-2:光纖布拉格光柵
3-1:第二信號(hào)傳輸光纖3-2:第一信號(hào)傳輸光纖
4 :泵浦信號(hào)合波器5 :泵浦合波器
6-1:隔離偏振合束退偏器(IPBCD)6-2:隔離偏振合束退偏器(IPB⑶)7-1、7-2、7-3、7_4 :單波長(zhǎng)輸出Raman泵浦激光器6 :隔離偏振合束退偏器(IPB⑶)7-5 :單泵多波長(zhǎng)激射Raman泵浦激光器7-6 :單泵多波長(zhǎng)激射Raman泵浦激光器8 :隔離退偏器(ID)7-7 :單泵多波長(zhǎng)激射Raman泵浦激光器
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器及泵浦合波裝置做出詳細(xì)說明。如圖I所示，本發(fā)明的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，包括有半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I、半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I的輸出尾纖2-1及設(shè)置在輸出尾纖2-1上的多個(gè)光纖布拉格光柵(FBG) 2-2，其中，所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I具有殼體1-6,位于殼體1-6內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器(TEC) 1-3,設(shè)置在半導(dǎo)體制冷器1_3 內(nèi)的熱過渡承載臺(tái)1-4，設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)1-4中心的半導(dǎo)體拉曼(Raman)泵浦激光器管芯1-1，分別設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)1-4上并分別位于所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯 1-1周邊的耦合透鏡組1-2、熱敏電阻1-7和背光探測(cè)器1-5，所述的泵浦激光器管芯1-1， 耦合透鏡1-2，背光探測(cè)器1-5，熱敏電阻1-7是固定于熱過渡承載臺(tái)1-4上，而熱過渡承載臺(tái)1-4則通過焊錫等方式固定于半導(dǎo)體制冷器1-3，半導(dǎo)體制冷器1-3與封裝殼體1-6通過焊錫連接固定；所述的泵浦激光器管芯1-1、背光探測(cè)器1-5、熱敏電阻1-7以及半導(dǎo)體制冷器1-3與激光器管殼1-6外部的引腳為電氣連接。所述的泵浦激光器管芯1-1、背光探測(cè)器 1-5、熱敏電阻1-7以及半導(dǎo)體制冷器1-3是以圖形電極或金絲鍵合或引線連接的方式與激光器管殼1-6外部的引腳實(shí)現(xiàn)電氣連接。輸出尾纖2-1以及制作于其上的多個(gè)反射中心波長(zhǎng)不同的光纖布拉格光柵(FBG) 2-2在半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I的尾管內(nèi)與從激光器管芯輸出的光束精密I禹合并固定，多個(gè)FBG可以是在同一根輸出尾纖2-1上制作，也可以是多個(gè)制作于輸出尾纖2-1上的FBG以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式熔接，為了避免FBG 反射引起的干涉，與激光器管芯距離最近的FBG要求需大于激光器本征輸出的相干長(zhǎng)度。S卩，位于半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器輸出尾纖上的反射多個(gè)不同特定波長(zhǎng)的FBG，基于半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的特性，需要對(duì)輸出尾纖上的不同F(xiàn)BG的位置、反射波長(zhǎng)、反射率以及反射譜形狀等進(jìn)行設(shè)定以達(dá)到在不同工作條件下的期望激光輸出；如輸出尾纖2-1，為了避免從FBG反射的光與激光器殼體1-6內(nèi)的光發(fā)生干涉影響輸出穩(wěn)定,所述的第一級(jí)光纖布拉格光柵2-2與半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯1-1的最短距離大于該激光器本征輸出的相干長(zhǎng)度；光纖布拉格光柵(FBG)2-2，為了獲得期望工作點(diǎn)下多個(gè)波長(zhǎng)輸出功率相近，需要使FBG的反射波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的激光器本征增益譜的相近水平，或使本征增益較低位置對(duì)應(yīng)的 FBG的反射率較高。所以，處于激光器輸出尾纖2-1上的多個(gè)光纖布拉格光柵2-2的反射譜中心波長(zhǎng)至少有兩個(gè)，并且兩個(gè)相鄰反射譜中心波長(zhǎng)的間距大于5nm ;處于激光器輸出尾纖2-1上的多個(gè)光纖布拉格光柵2-2的反射譜的反射系數(shù)相同或不同；所有處于尾纖2-1上的光纖布拉格光柵2-2與半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯1-1的距離在600mm以上。所述的每個(gè)光纖布拉格光柵2-2的反射波長(zhǎng)與激光器本征輸出波長(zhǎng)在全工作電流范圍內(nèi)的差值小于等于失鎖極限，若超過該極限則可能導(dǎo)致激光器最終輸出光譜峰值不與FBG反射峰值波長(zhǎng)重合而引起輸出不穩(wěn)定。由于所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器在沒有FBG作波長(zhǎng)鎖定的條件下的輸出光譜會(huì)隨驅(qū)動(dòng)電流以及管芯溫度的變化而劇烈變化，一般而言輸出波長(zhǎng)隨驅(qū)動(dòng)電流的變化可達(dá)到11. 5nm/A,隨溫度的變化率可達(dá)到O. 3nm/°C,由于TEC的作用，激光器管芯在工作范圍內(nèi)的溫度都可以保持在約5°C以內(nèi)，所以一般條件下考慮FBG的反射率以及反射波長(zhǎng)主要考慮驅(qū)動(dòng)電流變化對(duì)激光器本征輸出光譜以及輸出波長(zhǎng)的影響。對(duì)于 Raman泵浦激光器其驅(qū)動(dòng)電流最大可能會(huì)達(dá)到2A,這也意味著在全工作電流范圍內(nèi)激光器本征波長(zhǎng)變化會(huì)達(dá)到23nm左右，為了保證在全工作電流范圍內(nèi)FBG都可以實(shí)現(xiàn)激光輸出波長(zhǎng)的鎖定，就要求每個(gè)FBG的反射波長(zhǎng)與激光器本征輸出波長(zhǎng)在全工作電流范圍內(nèi)的差值都不能大于失鎖極限，(失鎖極限取決于激光器本征輸出光譜的形狀以及寬度以及FBG的反射率)同時(shí)為了避免出現(xiàn)跳?；騿伪枚嗖ㄩL(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器單模運(yùn)轉(zhuǎn)， FBG的反射譜寬和激光器本征輸出譜的縱模間隔之間需要做仔細(xì)優(yōu)化均衡，在任何時(shí)候激光器本征輸出譜與FBG的反射譜疊加的部分的必須包含有多個(gè)縱模，這可以通過設(shè)計(jì)更長(zhǎng)的激光器管芯，激光腔長(zhǎng)可以設(shè)計(jì)為大于SOOum以上，或者可以適當(dāng)加寬FBG反射譜的帶寬來實(shí)現(xiàn)。而FBG的反射率以及激光器管芯前后端面的鍍膜反射率的選擇也必須仔細(xì)均衡 FBG的反射率越高，則波長(zhǎng)鎖定能力越高，但同時(shí)也會(huì)使激光器的扭折電流(Kink Current, Ikink)降低從而降低激光器的最大輸出功率，反之，較低的FBG反射率可以帶來較大的最大輸出功率，但同時(shí)也會(huì)使閾值電流(Threshold Current, Ith)升高以及波長(zhǎng)鎖定能力的降低；而激光器管芯前端面鍍膜反射率越高會(huì)獲得較高的單程腔內(nèi)增益，但最終的輸出功率會(huì)降低并使得輸出的縱模間起伏過大而最終使經(jīng)過FBG鎖定波長(zhǎng)后的模式不穩(wěn)定，降低激光器管芯前端面的鍍膜反射率會(huì)提高輸出功率，但會(huì)導(dǎo)致有較高的閾值電流。通過對(duì)上述這些因素的綜合考慮，最終的實(shí)用的Raman泵浦激光器的部分參數(shù)如下激光器管芯后端面鍍膜反射率在97%以上，前端面反射率在I %左右，距管芯最近的FBG距離在600mm 以上，各FBG的反射率根據(jù)其反射波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的激光器管芯本征增益譜的相對(duì)高低進(jìn)行優(yōu)化在需要泵浦激光器最終輸出各波長(zhǎng)功率相等的條件下，對(duì)本征增益譜較低的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的FBG需要有相對(duì)較高的反射率，對(duì)本征增益譜較高的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的FBG可選擇較低的反射率。在各項(xiàng)參數(shù)都確定了的實(shí)際產(chǎn)品在實(shí)際使用中，可以通過改變激光器管芯溫度來對(duì)最終輸出的各波長(zhǎng)功率進(jìn)行微調(diào)。基于由上所述的由半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I、半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊I的輸出尾纖2-1及設(shè)置在輸出尾纖2-1上的多個(gè)光纖布拉格光柵(FBG) 2-2構(gòu)成的Raman泵浦激光器通過隔離、退偏以及合波等實(shí)現(xiàn)平坦Raman放大所需泵浦光輸出； 如對(duì)于輸出3個(gè)或4個(gè)波長(zhǎng)等可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器平坦放大所有信號(hào)的情況，需要將半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器與隔離退偏器(Isolated Depolarizer, ID)連接之后再與泵浦/信號(hào)合波器(WDM)連接；如對(duì)于輸出2個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)但不能實(shí)現(xiàn)單個(gè)泵浦平坦放大所有信號(hào)的情況，需要通過偏振合束隔離退偏器(Isolated Polarization Beam Combiner&Depolarizer, IPB(D)將兩個(gè)載有多個(gè)泵浦波長(zhǎng)的偏振泵浦光以互相垂直的方式進(jìn)行合束并實(shí)現(xiàn)隔離和退偏，之后再與合波器WDM連接；上述的退偏可以是使用兩段長(zhǎng)度比為I : 2的保偏光纖以45度的角度熔接形成Lyot型退偏器，也可以是使用基于雙折射晶體的退偏器件，偏振合束可以是使用保偏光纖拉錐形成的保偏耦合器，也可以是使用鍍膜或雙折射晶體構(gòu)成的偏振合束棱鏡。本發(fā)明可以通過對(duì)泵浦激光器管芯溫度進(jìn)行控制可以實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)上功率的調(diào)整，而泵浦激光器工作電流的變化也可使不同波長(zhǎng)上的功率對(duì)比發(fā)生變化。在使用多個(gè)泵浦實(shí)現(xiàn)最大增益為IOdB左右時(shí)，可通過在最大增益時(shí)調(diào)整泵浦達(dá)
到增益平坦，在其它增益時(shí)僅需將各個(gè)泵浦的工作電流等比例同步下降即可實(shí)現(xiàn)平坦增益。如圖6所示，本發(fā)明的采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖3-2、泵浦信號(hào)合波器4以及第二信號(hào)傳輸光纖 3-1，所述泵浦信號(hào)合波器4的輸入端連接隔離偏振合束退偏器(IPBCD) 6的輸出端，所述隔離偏振合束退偏器6的兩個(gè)保偏光纖輸入端分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-5、7-6，所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-5、7-6每個(gè)的出射波長(zhǎng)至少有2 個(gè)或以上。所述隔離偏振合束退偏器6的兩個(gè)保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-5、7-6。圖6所示的泵浦合波裝置與圖5所示的泵浦合波裝置相比，節(jié)約了兩只泵浦激光器7以及一只IPBCD 6和一只泵浦合波器5,泵浦光功率從激光器到輸入端信號(hào)傳輸光纖的損耗也可以從I. 4dB改善為ldB，在進(jìn)入信號(hào)傳輸光纖泵浦功率相同的條件下，本發(fā)明的泵浦合波裝置可以節(jié)約泵浦功率達(dá)7%左右。如圖7所示，本發(fā)明的采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，還可以是包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖3-2、泵浦信號(hào)合波器4以及第二信號(hào)傳輸光纖3-1，所述泵浦信號(hào)合波器4的輸入端連接隔離退偏器8的輸出端，所述隔離退偏器8的的保偏光纖輸入端連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-7，單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-7的出射波長(zhǎng)至少有2個(gè)或以上。所述隔離退偏器8的的保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器7-7。圖7所示的泵浦合波裝置與圖5所示的泵浦合波裝置相比，節(jié)約了 3只泵浦激光器7以及2只IPBCD 6和I只泵浦合波器5，泵浦光功率從激光器到輸入端信號(hào)傳輸光纖的損耗也可以從I. 4dB改善為O. 8dB，在進(jìn)入信號(hào)傳輸光纖泵浦功率相同的條件下，本發(fā)明的泵浦合波裝置可以節(jié)約泵浦功率達(dá)10%左右。雖然本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)地示出并描述了一個(gè)相關(guān)的特定的實(shí)施例參考，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種改變。這些改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求所要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，其特征在于，包括有半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊(I)、半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊(I)的輸出尾纖(2-1)及設(shè)置在輸出尾纖(2-1)上的多個(gè)光纖布拉格光柵(2-2)，其中，所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器封裝模塊(I)具有殼體(1-6)，位于殼體(1-6)內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器(1-3)，設(shè)置在半導(dǎo)體制冷器 (1-3)內(nèi)的熱過渡承載臺(tái)(1-4)，設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)(1-4)上的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯(1-1)，分別設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)(1-4)上并分別位于所述的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯(1-1)周邊的耦合透鏡組(1-2)、熱敏電阻(1-7)和背光探測(cè)器(1-5)，所述的泵浦激光器管芯(1-1)、背光探測(cè)器(1-5)、熱敏電阻(1-7)以及半導(dǎo)體制冷器(1-3)與激光器管殼 (1-6)外部的引腳為電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，其特征在于，所述的第一級(jí)光纖布拉格光柵(2-2)與半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯(1-1)的最短距離大于該激光器本征輸出的相干長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，其特征在于，處于激光器輸出尾纖(2-1)上的多個(gè)光纖布拉格光柵(2-2)的反射譜中心波長(zhǎng)至少有兩個(gè)， 并且兩個(gè)相鄰反射譜中心波長(zhǎng)的間距大于5nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，其特征在于，處于激光器輸出尾纖(2-1)上的多個(gè)光纖布拉格光柵(2-2)的反射譜的反射系數(shù)相同或不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，其特征在于，所述的每個(gè)光纖布拉格光柵(2-2)的反射波長(zhǎng)與激光器在全工作電流范圍內(nèi)全工作溫度范圍內(nèi)的本征輸出波長(zhǎng)的差值小于等于失鎖極限。
6.一種采用權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖(3-2)、泵浦信號(hào)合波器(4)以及第二信號(hào)傳輸光纖(3-1)，所述泵浦信號(hào)合波器(4)的輸入端連接隔離偏振合束退偏器￠)的輸出端，所述隔離偏振合束退偏器￠)的兩個(gè)保偏光纖輸入端分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器(7-5、7-6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，其特征在于，所述隔離偏振合束退偏器￠)的兩個(gè)保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器(7-5、7-6)。
8.一種采用權(quán)利要求I所述的單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，包括有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖(3-2)、泵浦信號(hào)合波器(4)以及第二信號(hào)傳輸光纖(3-1)，所述泵浦信號(hào)合波器(4)的輸入端連接隔離退偏器(8)的輸出端，所述隔離退偏器(8)的保偏光纖輸入端連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器(7-7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器的泵浦合波裝置，其特征在于，所述隔離退偏器(8)的保偏光纖輸入端是以慢軸對(duì)準(zhǔn)或快軸對(duì)準(zhǔn)的方式連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器(7-7)。
全文摘要
一種單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器，有位于殼體內(nèi)的半導(dǎo)體制冷器，設(shè)置在半導(dǎo)體制冷器內(nèi)的熱過渡承載臺(tái)，設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)上的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器管芯，分別設(shè)置在熱過渡承載臺(tái)上的耦合透鏡組、熱敏電阻和背光探測(cè)器，泵浦激光器管芯、背光探測(cè)器、熱敏電阻以及半導(dǎo)體制冷器與激光器管殼外部的引腳為電氣連接。泵浦合波裝置，有依次連接的第一信號(hào)傳輸光纖、泵浦信號(hào)合波器以及第二信號(hào)傳輸光纖，泵浦信號(hào)合波器的輸入端連接隔離偏振合束退偏器的輸出端，隔離偏振合束退偏器的兩個(gè)保偏光纖輸入端分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單泵多波長(zhǎng)激射的半導(dǎo)體拉曼泵浦激光器。本發(fā)明可節(jié)省泵浦個(gè)數(shù)，提高泵浦功率利用率，縮小放大器尺寸，降低放大器的制造以及運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)G02B6/42GK102593714SQ20121004780
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者卜勤練, 鄒曉慧 申請(qǐng)人:武漢光迅科技股份有限公司