一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源制造技术

技术编号:21897098 阅读:50 留言:0更新日期:2019-08-17 16:36
本实用新型专利技术公开了一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源。第一掺杂光纤单元提供光谱带宽为第一波段的光,分光耦合器与第一掺杂光纤单元连接,将第一波段的光分成两路,一路输入第一光纤放大器单元,输出光功率放大后的第一波段的光,另一路依次经过第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元和第三光纤放大器单元,输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光,光功率放大后的第一波段的光及第二波段的光输入合光耦合器,输出光谱带宽为第三波段的光。该第三波段既包括2000纳米以下,如铥ASE荧光谱线范围为1850‑2050纳米,又包括2000纳米以上,如钬ASE荧光谱线范围为1950‑2150纳米,能弥补了现有技术的不足。

A High Power Broadband All-Fiber Mid-Infrared Superfluorescent Light Source

【技术实现步骤摘要】
一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源
本技术涉及光纤超荧光光源领域,尤其涉及一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源。
技术介绍
基于掺杂光纤的宽带超荧光光源,也称放大自发辐射光源(AmplifiedSpontaneousEmission,ASE),其结构紧凑、易集成、环境稳定性高、荧光谱线宽等优点,已被广泛应用于光纤传感、光纤陀螺及低相干光学成像等领域。同时,超荧光光源与激光光源相比,具有无自脉冲、无驰豫振荡、无竞争模式和极高的时间稳定性等优点。因此,高功率光纤超荧光光源被认为是一种宽光谱、高稳定性的新型高亮度光纤光源。2微米附近波段ASE宽带光源在雷达、气体传感、光器件测试、生物成像等领域有着重要的应用。目前2微米波段的宽带光源多为亮度较低的卤钨灯,或者为输出功率较低的2微米发光二极管(LightEmittingDiode,LED),其输出功率多为毫瓦量级。因此,全光纤化结构2微米波段ASE意义非凡。对于2微米波段光纤ASE的研究,采用的增益光纤或为掺铥光纤,或为掺钬光纤。掺铥增益光纤的中心波长均限制在了2000纳米以下,而钬掺杂的增益光纤,其荧光谱线长波方向可以达到2150纳米以上,恰好弥补掺铥光纤在2微米波段的不足。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,可以解决现有技术中缺少光谱带宽既包括2000纳米以下,又包括2000纳米以上的光源。为实现上述目的,本技术提供一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,其特征在于,所述光源包括:第一掺杂光纤单元、分光耦合器、第一光纤放大器单元、第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元、第三光纤放大器单元和合光耦合器;所述第一掺杂光纤单元用于提供光谱带宽为第一波段的光;所述分光耦合器与所述第一掺杂光纤单元连接,用于将所述第一波段的光按照预设分光比分成两路,一路输入所述第一光纤放大器单元,输出光功率放大后的第一波段的光,且另一路依次经过所述第二光纤放大器单元、所述第二掺杂光纤单元和所述第三光纤放大器单元,输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光;所述光功率放大后的第一波段的光及所述第二波段的光输入所述合光耦合器;所述合光耦合器用于将所述光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合,输出光谱带宽为第三波段的光,所述第三波段包含所述第一波段及所述第二波段,所述第一波段的中心波长小于2000纳米,所述第二波段的中心波长大于2000纳米。进一步的,所述第一光纤放大器单元包括若干个依次连接的第一放大子单元,所述第二光纤放大器单元包括若干个依次连接的第二放大子单元,所述第三光纤放大器单元包括若干个依次连接的第三放大子单元。进一步的,其特征在于,所述第一掺杂光纤单元包括第一泵浦源、全反镜、第一合束器、第一掺杂光纤和第一隔离器;所述第一泵浦源输出的光和所述全反镜反射的光经过所述第一合束器汇聚成一路光,依次经过所述第一掺杂光纤和所述第一隔离器,输出所述第一波段的光。进一步的,其特征在于,所述第一放大子单元包括第二泵浦源、第二合束器、第二掺杂光纤及第二隔离器;所述第二泵浦源输出的光和所述第一掺杂光纤单元输出的光经过所述第二合束器汇聚成一路,依次经过所述第二掺杂光纤和所述第二隔离器,输出功率放大后的所述第一波段的光。进一步的,其特征在于,所述第二放大子单元包括第三泵浦源、第三合束器、第三掺杂光纤及第三隔离器;所述第三泵浦源输出的光和所述第一掺杂光纤单元输出的光经过所述第三合束器汇聚成一路,依次经过所述第三掺杂光纤和所述第三隔离器,输出功率放大后的所述第一波段的光。进一步的,其特征在于,所述第二掺杂光纤单元包括第四掺杂光纤和第四隔离器;所述第二放大子单元输出的光依次经过所述第四掺杂光纤和所述第四隔离器,输出所述第二波段的光。进一步的,其特征在于,所述第三放大子单元包括第四泵浦源、第四合束器、第五掺杂光纤及第五隔离器;所述第四泵浦源输出的光和所述第二掺杂光纤单元输出的光经过所述第四合束器汇聚成一路,依次经过所述第五掺杂光纤和所述第五隔离器,输出功率放大后的所述第二波段的光。进一步的,其特征在于,所述第一掺杂光纤单元为掺铥光纤单元,所述第一光纤放大器单元为第一掺铥光纤放大器单元,所述第二光纤放大器单元为第二掺铥光纤放大器单元,所述第二掺杂光纤单元为掺钬光纤单元,所述第三光纤放大器单元为掺钬光纤放大器单元或者铥钬共掺光纤放大器单元。进一步的,其特征在于,所述掺铥光纤单元用于提供光谱带宽为1850至2050纳米的光。进一步的,其特征在于,所述掺钬光纤单元用于提供光谱带宽为1950至2150纳米的光。本技术提供一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,该光源全部由光纤组成,合光耦合器将光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合,输出光谱带宽为第三波段的光,该第三波段包含第一波段及第二波段,第一波段的中心波长小于2000纳米,第二波段的中心波长大于2000纳米。拓宽了现有的2微米波段的带宽,使带宽既覆盖2000纳米以下,又覆盖2000纳米以上,提高了光功率,放大后的光功率可达瓦级至数十瓦级,且该光源由全光纤组成,具有极高的稳定性、集成性和实用性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所提供的一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源的结构示意图;图2为本技术实施例所提供的第一掺杂光纤单元1的结构示意图;图3为本技术实施例所提供的第一放大子单元的结构示意图;图4为本技术实施例所提供的第二掺杂光纤单元5的结构示意图;图5为本技术实施例所提供的第三放大子单元的结构示意图;图6为本技术实施例所提供的合光耦合器7输出的ASE光谱示意图。具体实施方式为使得本技术的技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而非全部实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。由于现有技术中存在缺少光谱带宽既包括2000纳米以下,又包括2000纳米以上的光源的技术问题。为了解决上述技术问题,本技术提出一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,该光源全部由光纤组成,合光耦合器将光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合,输出光谱带宽为第三波段的光,该第三波段包含第一波段及第二波段,第一波段的中心波长小于2000纳米,第二波段的中心波长大于2000纳米。拓宽了现有的2微米波段的带宽,使带宽既覆盖2000纳米以下,又覆盖2000纳米以上,提高了光功率,放大后的光功率可达瓦级至数十瓦级,且该光源由全光纤组成,具有极高的稳定性、集成性和实用性。请参阅图1,为本技术实施例所提供的一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源的结构示意图,该光源包括:第一掺杂光纤单元1、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,其特征在于,所述光源包括:第一掺杂光纤单元、分光耦合器、第一光纤放大器单元、第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元、第三光纤放大器单元和合光耦合器;所述第一掺杂光纤单元用于提供光谱带宽为第一波段的光;所述分光耦合器与所述第一掺杂光纤单元连接,用于将所述第一波段的光按照预设分光比分成两路,一路输入所述第一光纤放大器单元,输出光功率放大后的第一波段的光,且另一路依次经过所述第二光纤放大器单元、所述第二掺杂光纤单元和所述第三光纤放大器单元,输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光;所述光功率放大后的第一波段的光及所述第二波段的光输入所述合光耦合器;所述合光耦合器用于将所述光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合,输出光谱带宽为第三波段的光,所述第三波段包含所述第一波段及所述第二波段,所述第一波段的中心波长小于2000纳米,所述第二波段的中心波长大于2000纳米。

【技术特征摘要】
1.一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源,其特征在于,所述光源包括:第一掺杂光纤单元、分光耦合器、第一光纤放大器单元、第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元、第三光纤放大器单元和合光耦合器;所述第一掺杂光纤单元用于提供光谱带宽为第一波段的光;所述分光耦合器与所述第一掺杂光纤单元连接,用于将所述第一波段的光按照预设分光比分成两路,一路输入所述第一光纤放大器单元,输出光功率放大后的第一波段的光,且另一路依次经过所述第二光纤放大器单元、所述第二掺杂光纤单元和所述第三光纤放大器单元,输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光;所述光功率放大后的第一波段的光及所述第二波段的光输入所述合光耦合器;所述合光耦合器用于将所述光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合,输出光谱带宽为第三波段的光,所述第三波段包含所述第一波段及所述第二波段,所述第一波段的中心波长小于2000纳米,所述第二波段的中心波长大于2000纳米。2.根据权利要求1所述的光源,其特征在于,所述第一光纤放大器单元包括若干个依次连接的第一放大子单元,所述第二光纤放大器单元包括若干个依次连接的第二放大子单元,所述第三光纤放大器单元包括若干个依次连接的第三放大子单元。3.根据权利要求2所述的光源,其特征在于,所述第一掺杂光纤单元包括第一泵浦源、全反镜、第一合束器、第一掺杂光纤和第一隔离器;所述第一泵浦源输出的光和所述全反镜反射的光经过所述第一合束器汇聚成一路光,依次经过所述第一掺杂光纤和所述第一隔离器,输出所述第一波段的光。4.根据权利要求2所述的光源,其特征在于,所述第一放大子单元包括第二泵浦源、第二合束器、第二掺杂光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧阳德钦吴旭刘敏秋陈业旺杨志伟阮双琛
申请(专利权)人:深圳技术大学筹
类型:新型
国别省市:广东,44

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