一种紧凑型光纤放大器制造技术

一个光纤光放大器被装配到一个紧凑型结构中，这种紧凑型结构使用一种柔性基底来支撑盘绕到基底上的扁平线圈形状的放大光纤。这种放大光纤的支撑结构被设计来规定光纤的最小可接受弯曲半径，以及最大直径以适配到放大器封装的整体尺寸中。一种压敏胶粘剂涂层应用到柔性基底上用于固定光纤。通过使用一种符合可接受绝缘质量的柔性材料（比如聚酰亚胺），最终装配可以通过把电子放置到光纤外壳下方的空间来实现更紧凑的结构。

A Compact Optical Fiber Amplifier

An optical fiber amplifier is assembled into a compact structure, which uses a flexible base to support a flat coil-shaped amplified optical fiber coiled onto the base. The support structure of the amplified fiber is designed to specify the minimum acceptable bending radius and the maximum diameter of the fiber to fit into the overall size of the amplifier package. A pressure sensitive adhesive coating is applied to a flexible substrate for fixing optical fibers. By using a flexible material (such as polyimide) that meets acceptable insulation quality, the final assembly can achieve a more compact structure by placing electrons in the space below the optical fiber housing.

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型光纤放大器
本专利技术涉及一种光纤型的光放大器，尤其涉及一种光放大器的放大光纤部分的紧凑结构。
技术介绍
各种类型的光纤型的光放大器，比如铒掺杂光纤放大器（EDFAs）和分布式拉曼放大器（DRAs）,都是光通讯系统普遍使用的部件，在需要放大一个衰减的光信号的时候不需要进行光-电-光信号的转换。在掺铒光纤放大器的案例中,一个光泵浦激光器（典型工作在980nm）被耦合到一段掺铒光纤中，输入光信号在铒纤中与泵浦光同时传输。泵浦光和铒掺杂对传输的光信号通过光激发的铒离子的跃迁产生放大作用。分布式拉曼放大器（DRAs）通过注入短的，高功率的脉冲到一段传输光纤来支持光信号的传输。这些脉冲（或与光信号同向传播或与光信号反向传播）激发光子到高能级，当这些光子跃迁回基态时会产生受激辐射。一个光放大器模块是由各种各样的部件组成的，典型的光大器模块是由光纤耦合元件，和一些情况下集合（或混合）的形态，例如，一个隔离器和波分复用滤波器的组合件，或一个隔离器和增益平坦滤波器的组合件，诸如此类。当然，更低的成本和更小尺寸的模块会降低整个系统的成本。因此，使用更小的器件，更混合或更小的模块已经流行有一段时间了。事实上，在工业上一直存在更小型化和更低成本的压力。一种缓解这种需求的方法是持续减小各种器件的尺寸，如果可能，增加器件的集成程度。然而，在光放大器模块自身的成本也是一个问题的环境下，这并不容易实现。事实上，这些器件的尺寸已经减小到一个很难使用低成本劳动力进行组装的程度（也就是，一些这种器件的尺寸已经达到1mmx1mmx1mm的量级）。此外，即使减小光放大器模块的尺寸，比如通过增加混合器件的集成程度，这些混合器件必须彼此通过光纤熔接和布线来实现耦合。由于光纤的最小弯曲半径和相对大数量的光纤熔接点和光纤保护套管的要求是不变的，更进一步混合现有结构很快就达到了技术极限，尺寸极限和经济可行性。“弯曲半径”是规定一个信号损耗的可接受程度的决定性因素。特别是，光信号的损耗随信号传输的光纤的半径变小而增大。在光纤半径特别小的情况下，光纤本身也会出现物理上的失效。综上，一种光纤光放大器要继续在满足成本降低和尺寸减小的期望的同时保持性能要求，需要另一种方法来实现光放大器模块中的放大光纤的结合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种紧凑型光纤[YJW1]。根据本专利技术的一种实施方案，一种典型的光放大器由一个光学模块和一个光纤模块组成。其中光学模块用于放置各种用于处理放大的信号的光学器件，从而把放大的信号处理成一种可接受的输出形式，其中光纤模块用来放置实际用于实现放大的光纤。这种创新型的光纤模块包含一个柔性绝缘材料（例如，聚酰亚胺）基底，基底表面有一层压敏胶。光纤在绝缘材料上盘绕成光纤线圈结构并被胶涂层固定在位置上。一个由更硬的材料制成的支撑托盘用于给予柔性材料机械强度，且可能成型包含导轨来保证光纤线圈的半径不会小于定义的最小光纤弯曲半径。本专利技术的一种具体实施方案，在这种方案中，被配置成一个稀土元素掺杂的光纤放大器，特定波长的泵浦光与输入光信号同时在一卷稀土（例如：铒）掺杂光纤中传播。另一种本专利技术的实施方案采用的是分布式拉曼放大器（DRA）的形式，其中高功率的激光脉冲被注入到一个输入光信号传播的信号通路中。本专利技术的一种典型实施方案采用的一种光纤放大器形式，这种光纤放大器包含一个光学模块和一个光纤模块，其中光学模块包含光元件用于产生一个放大版本的输出光信号，其中光纤模块光耦合到光学模块中。光纤模块用于放置一段放大光纤，这个放大光纤用于通过泵浦光对传输光信号产生增益，这个光纤模块包含一个特定的柔性基底用于支撑这段以扁平线卷的形式存在的放大光纤和一个放置在柔性基底底下的支撑结构，这个支撑结构包含用于把光纤模块结合到光学模块上的端子。本专利技术的一种可选实施方案可能采用一种光纤线圈支撑结构的形式，这种光纤线圈支撑结构由一个包含一个中心卷线轴（形成一个边界用于定义一个光纤线圈的最小直径）的光纤控制组件和一个外边界元件（形成一个边界用于定义一个光纤线圈的最大直径）。一片底部支撑薄片被附着到光纤控制组件的表面，一个外盖被覆盖到外边界元件结构的上表面和至少中心卷线轴的一部分，从而在底部支撑片和外盖之间产生一个空间来支撑和放置一段光纤线圈。本专利技术其它进一步的特点将会在以下的讨论和参考附图中进行说明。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1是根据本专利技术形成的一种典型的光纤放大器的等轴测图；图2是图1中的光纤放大器的爆炸视图；图3展示了一段放大光纤，在放大器的光纤模块中以扁平光纤线圈的外形使用；图4是图3中的放大光纤线圈被布置在一个典型的光纤模块上的示意图；图5是光纤模块的支撑结构部件图，图中展示了用于控制放大光纤盘绕成圈的弯曲半径的参数；图6展示了一种替代结构，这种结构用于接合创新型的光放大器的光纤模块到光学模块上；图7展示了一种紧凑结构，这种紧凑结构中的光纤模块的材料可以提供电隔离，从而允许电子电路板可以紧靠光放大器布置；图8是根据本专利技术形成的一种光纤模块的替代实施方案的爆炸图；图9是图8中的光纤模块的等轴测图；图10是图9中的光纤模块的一部分的剖视图；图11中展示了一套典型的3个光纤线圈，这套光纤线圈可能被装在图8的光纤模块中；图12是第一个光纤线圈放置在光纤模块中的示意图；图13展示了一个总装图，其中有一对光纤熔接光纤线圈被放置在光纤模块的外圈，与第一个光纤线圈分开放置；图14是一个展示把外盖安装到图13中的模块上的爆炸图；图15是图9中的典型光纤模块已经安装好外盖的外形图；图16展示了根据本专利技术的一种光纤支撑结构中可能使用的一个中心卷轴的一种可选的几何结构；图17展示了根据本专利技术的一种光纤支撑结构中可能使用的外边界元件的一个可选的几何结构。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术做进一步说明。图1是根据本专利技术形成的一种典型的紧凑型的光纤放大器10的等轴测图.光纤放大器10包含一个光学模块12和一个放大光纤模块14.光学模块12可能采用传统形式，包含各种光学元件，混合器件等用于产生一个放大的输出信号，这个输出信号符合确定的系统要求（比如，本底噪声，隔离度，增益谱形，插损等等）。光纤模块14安放有一段（相对长）的放大光纤，这段放大光纤用于实现输入光信号的实际放大功能。有很多不同的结构可能用于提供光学模块12要求的光学功能，本文引用待审的美国申请编号15/072,520（2016年3月17号申请），该申请描述了几种优选的实施方案。为了清晰起见，图1中展示的光纤模块14没有包含放大光纤。当设计一个稀土掺杂光纤放大器时，光纤模块14中会放置有一段掺杂光纤（比如，掺铒光纤）。在分布式拉曼放大器的情况下，光纤模块14中通常会放置一段传统单模光纤。典型的安装放大光纤到模块14中的制程会在下方中结合图3-5进行说明。图2是典型紧凑型光放大器10的另一个视图，在这种情况下，爆炸图展示了光学模块12与光纤模块14分离，图中还展示了组成光纤模块14的一系列典型的器件。同时参看图1和图2，一个输入光信号通过一根光纤尾纤连接16进入光学模块12。这个输入光信号和泵浦光（可能通过一个独立的外部泵浦源或安装在光学模块12中泵浦源来提供）在光学模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤线圈支撑结构，包括一个光纤控制部件，所述光纤控制部件包含一个中心线轴和一个外边界元件，所述中心线轴形成一个边界决定了光纤线圈的最小直径，所述外边界元件决定了光纤线圈的最大直径，所述光纤控制部件底面附着有底部支撑片，一个外盖贴到所述外边界元件和至少一部分中心线轴的上表面，以此在底部支撑片和外盖之间形成一个用于支撑和存放光线圈的空间。

【技术特征摘要】
2017.07.13 US 15/648,8851.一种光纤线圈支撑结构，包括一个光纤控制部件，所述光纤控制部件包含一个中心线轴和一个外边界元件，所述中心线轴形成一个边界决定了光纤线圈的最小直径，所述外边界元件决定了光纤线圈的最大直径，所述光纤控制部件底面附着有底部支撑片，一个外盖贴到所述外边界元件和至少一部分中心线轴的上表面，以此在底部支撑片和外盖之间形成一个用于支撑和存放光线圈的空间。2.如权利要求1所述光纤线圈支撑结构，其特征在于所述底部支撑片是被焊接到所述光纤控制部件上的。3.如权利要求1所述光纤线圈支撑结构，其特征在于还包含一个顶部支撑片被布置在所述外边界元件和外盖之间，所述顶部支撑片粘贴到外边界元件的上表面，控制顶部支撑片的尺寸以使其稍微延伸出外边界元件，且底部支撑片的内部部分和中心线轴未被顶部支撑片覆盖遮挡，这样额外的光纤熔接点可能被放置到这个顶部支撑片延伸出的宽度的下方。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·蒂莫斯·格林，丹尼尔·克里斯托弗·梅尔斯，托德·格里高利·斯坦尼尔，马丁·理查德·威廉姆斯，马克·菲利普维兹，
申请(专利权)人：IIVI有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US