具有多级光隔离器的光放大器制造技术

一种光放大器，只采用一个多级光隔离器因而减小了体积和造价。光隔离器有两个输入端口和两个输出端口，用于使正向输入光进入第一输入端口时和输出光进入第二输入端口时截断正向光的反向回流。弱的输入光由一个光源泵产生的光加以放大。由一个波长分调制器分调制光源泵产生的光和正向通过多级光隔离器的光的波长，由一个光纤放大来自分波调制器的光并将经放大的光通过多级光隔离器的第一端口发射出去。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光的放大技术和光放大器，更具体地说，涉及一种配备有一个多级光隔离器的光放大器，光隔离器中采用了多级连接，因而减少了体积，而且截断了正向光的倒流。一般的光放大器通常都构制得使第一光隔离器与波长分调制器(wavelongth division modulator)连接，波长分调制器又经光纤连接到第二光隔离器。具代表性的这类一般光放大器在例如Sememkoff等人题为“带掺杂氟化玻璃光纤的光放大器及其制造工艺”的美国专利5,502,591有介绍。光通过第一光隔离器后在波分调制器中连同来自光源泵的光一起经过调制，由光纤加以放大，然后通过第二光隔离器。本专利技术人发现，Sememkoff等人的‘591号专利实际上依靠的是，应用了一对波分调制器和光源泵，这还可以通过采用单一的波分调制器和光泵加以改进。本专利技术还意识到，一般依靠两个或多个光隔离器的光放大器有这样的问题光隔离器的体积比其它元件大，因而徒然加大了光放大器的体积和造价，有时达到不实用的程度。本专利技术还发现另外一个问题，即现代光放大器的设计经常都需要采用起码两个光隔离器，这正是造成免纤与光隔离器之间的连接损耗高的原因。Souda等人题为“光隔离器和光纤放大器”的美国专利5,493,440介绍了一种多级光隔离器连同一个放大器的光纤放大器。例如，Soude等人的图24示出了光放大器，Soude等人的图2和图8举例说明了一些多级光隔离器。本专利技术人注意到Souda等人的光隔离器不是把两个输入端口安置在隔离的一侧，两个输出端口安置在隔离器的另一侧，而是把四个端口全安置在隔离器的一侧。此外，本专利技术人还发现，Soude等人的磁光元件，其偏振旋转角较大，达225度，而其光隔离器则试图只采用单个双折射元件。此外，本专利技术人发现，Soude等人的光隔离器由于采用单个透镜，因而需要增设反射镜和补偿器。因此，以Soude等人为代表的现代光纤放大器的设计不是最佳的光学设计。因此，本专利技术的目的是提供一种经改进的光放大技术和器件。本专利技术的另一个目的是提供一种能有效采用一个多级光隔离器的光放大技术和光放大器。本专利技术还有另一个目的，即提供一种在体积和造价方面都减小了的光放大技术和光放大器。本专利技术的又另一个目的是提供光纤与光隔离器之间的连接损耗减小了的一种光放大技术和光放大器。本专利技术的另一个目的的是提供一种只用一个单级光隔离器就能降低连接损耗的光放大技术和光放大器。上述和其它目的可以通过一种采用一个多级连接的多级光隔离器的光放大器加以实现。这种放大器可以构制得使其多级隔离器有两个输入端口和输出端口，供正向输入光正向照射到第一端口时和输出光正向照射到第二输入端口时截断正向光的反向回流。有一个光源泵产生光将加上去的弱光加以放大。波长分调制器分调制(divsion-modulate)光源泵产生的光的波长和正向通过多级光隔离器的光的波长。光纤将分波调制器来的光放大，然后通过多级光隔离器的第一端口发射出去。结合附图参阅下面的详细说明可以更好地理解本专利技术及其许多优点。附图中的同样编号表示同样或类似的组成部分，其中附图说明图1是一般光放大器结构的构想示意图；图2是按本专利技术的原理采用多级光隔离器的光放大器的结构示意图；图3是按本专利技术的原理构制的多级光隔离器的结构示意图；图4是按本专利技术原理构制的多级光隔离器中光正向照射的机理和光位置的示意图；图5示出了光纤的位置和来自按本专利技术的原理构制的光纤套管横截面的反向光的位置；图6是按本专利技术的原理构制的双折射透镜内光程光分离角的示意图；图7是本专利技术正向轴线与双折射透镜之间的分离角(以度计)和正常偏振与不正常偏振之间的间距(以毫米计)在两坐标上的关系曲线。现在翻看图1。图1是用以说明设想的一般光放大器具综合突出特点的结构的示意图。图中示出了一般的光放大器(例如掺铒光纤放大器)，该放大器配备有两个光隔离器。如图1中所示，光通过输入端的光纤后通过输入端的光隔离器1从而截断正向光的反向回流。光通过光隔离器1之后和来自光源泵3的光一起在分波调制器2中经过调制，然后输出到光纤4(例如掺铒光纤)。来自光源泵3的光，其波长为980纳米或1480纳米。经放大的光通过光纤后通过光隔离器5传到输出端，光隔离器5的应用方式与光隔离器1相同，与输出端连接。光隔离器5在一个元件与光纤的连接部分截断正向光的反向回流，并从该连接部分输出正向光。图2是采用按本专利技术的原理构制的多级光隔离器的光放大器的结构示意图。多级光隔离器6有两个输入端口7A和7B和两个输出端口8A和8B，供正向输入光正向传至第一输入端口7A时和输出光正向传至第二输入端口7B时截断正向光的反向回流。光源泵3产生的光用以增强输入的弱光。波长分调制器2分波调制正向通过多级光隔离器6的光和光源泵3所产生的光的波长。光纤7放大来自分波调制器2的光，并将经放大的光从多级光隔离器6的第一输入端口7A引出。图3是本专利技术多级光隔离器结构的示意图。多级光隔离器可以构制使其第一透镜9聚焦输入光。第一双折射透镜13将聚焦后的光分成垂直偏振光和水偏振光。法拉第旋转器11将经第一双折射透镜13分光的偏振光的相位移相，第二双折射透镜12则将来自法拉第旋转器11经移相的光聚焦。第二透镜10将经第二双折射透镜12聚焦的光照射到相应的光纤。图4是本专利技术多级光隔离器内光正向照射和机理和光位置的示意图。图5示出了本专利技术光纤的位置和来自光纤横截面的反向回流光的位置。图6是本专利技术双折射透镜风光通路的示意图。图7是本专利技术光的分离间距和双折射透镜与光正向之间的夹角两者的关系曲线图。下面参看图1至图7总的说明按本专利技术的原理构制的光放大器。光通过光纤在作为多级光隔离器输入端口的第二输入端口7B射入，通过光纤入射到分波调制器2的一个输入端上。多级光隔离器6用来防止光在两条光纤或一个元件与光纤分别彼此连接时反向传播。现在参看图3更详细地说明多级光隔离器6。通过光纤入射的光经第一透镜9的上部分入射到偏振材料TiO2制成的第一双折射透镜13。入射光通过第一双折射透镜13，且被分离成垂直(正常)/水平(不正常)偏振光。若第一双折射透镜13长5毫米，则光的最大分离间距为500微米。因通过第一双折射透镜13而被分离的光通过法拉第旋转器11，光的相位移相45度。移过相的光通过法拉第旋转器11之后通过第二双折射透镜12。于是，经第一双折射透镜13分离的光通过移相由法拉第旋转器11加以混合然后使其通过第二双折射透镜12。混合光进入通过第二透镜10连接的光纤7。在光纤7的横截面反射的光通过第二透镜10然后在第二双折射透镜12中再分离成垂直(正常)/水平(不正常)的偏振光。接着，经分离的光通过第二双折射透镜12。通过第二双折射透镜12的光被分离成相对于与多级光隔离器6的第一端口7A相连接的光纤套管中心的两个方向，如图5中所示，以防入射光流入输入端。如上所述，通过多级光隔离器6的光作为输入光输入分波调制器2。由于输入光弱，因而作为另一个输入光通过光源泵3输入分波调制器2的光经调制后从分波调制器2输出。波长为980或1480纳米的光来自光源泵3。调制输出光通过光纤7时受到放大。光纤7绕在位于其中心的波长分调制器2和多级光分离器6上。光纤7的弯曲直径大于5厘米。通过光纤7放大后的光再提供给多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光放大器，包括： 一个多级光隔离器，它有两个输入端口配置在所述光隔离器的一侧，其两个输出端口配置在所述光隔离器的另一侧，用以在所述正向输入光进入第一输入端口时和输出光进入第二输入端口时截断正向光的反向回流，所述光隔离器由按下列次序直线排列的元件组成； 第一透镜，用来聚焦输入的光； 第一双折射透镜，用以将所述经聚焦的光分离成垂直和水平偏振光； 法拉第旋转器，毗邻所述第一双折射透镜配置，用以移相所述经所述第一双折射透镜分离过的光的相位； 第二双折射透镜，毗邻所述法拉第旋转器配置，用以聚焦所述来自所述法拉第旋转器经移相的光；和 第二透镜，毗邻所述第二双折射透镜配置，用以将所述第二双折射透射透射镜聚焦过的光照射到相应的输出端口； 此外，所述光放大器还包括： 一个光源泵，用来产生光； 一个波长分调制器，与所述光源泵相连接，用以波长分调制所述光源泵产生的光和所述通过所述多级光隔离器正向传送的光的波长；和 一个光纤，与所述调制器及所述隔离器相连接，用以通过放大来自所述波长分调制器的光提供经放大的光，和用以将所述经放大的光传送到所述多级光隔离器的所述第一输入端口。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金映周，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]