用于光纤放大的大功率泵浦器件制造技术

本发明专利技术提供一种用于光纤放大的大功率泵浦装置，它包括：一个泵浦部分；用来把所述泵浦部分所产生的泵浦光复用、按照波长将从所述下一个部分入射来的信号光进行分离、并将信号光输出到所述泵浦部分的一个波分复用器；以及用来将所述波分复用器所复用的输出光的一部分反射、将所述反射光输出到所述波分复用器、并将其余的光作为用于光放大的泵浦光输出一个宽带反射部分。在该装置中，同样的泵浦二极管可以在没有波长选择二极管的情况下使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种泵浦器件，尤其是一种用于光纤放大、采用波长复用泵浦源的大功率泵浦装置。光纤放大器被广泛用于如波分复用系统等光传输系统中。通常来讲，光纤放大器的输出功率受泵浦功率的限制。具体而言，在需要泵浦的单模光纤放大器中，泵浦功率将光纤放大器的输出限制在几百毫瓦。所以，为了获得大功率，一个多模激发二极管可能会与一个涂层激发光纤或一个波束成形器一同使用。然而，多模激发二极管的输出光强度(亮度)却远小于单模激发二极管的输出光强。这样小的光强使光纤很难在高粒子数反转的情况下运行。而高粒子数反转对于在980纳米发光的掺Yb3+光纤激光等三级系统、增益补偿光纤放大器、掺铒光纤放大器(EDFA)来说，是必需的。采用大功率二极管泵浦的另一种方法是使用许多个二极管。附图说明图1所示即是采用多个二极管的一个光纤放大器。图1所示的放大器含有第一单向波导管100、第一激光二极管(LD)单元110、第一波分复用合并器120、一个EDF130、第二波分复用合并器140、第二LD单元150、和第二单向波导管160。第一和第二LD单元110和150包括一个控制单元151、第一LD152、第二LD153、第三LD154和第四LD155、用来对第一LD152和第二LD153泵浦出的同样波长的光进行极化合并的第一极化束合并器156、用来对第三LD154和第四LD155泵浦出的同样波长的光进行极化合并的第二极化束合并器157、用来对第一极化束合并器156和第二极化束合并器157输出的不同波长的光进行合并的第三波分复用合并器158。各个LD152、153、154和155按照控制单元151的控制信号产生预定波长的光。第一极化束合并器156将第一LD152和第二LD153泵浦出的预定波长，如1465纳米，的光进行合并。第二极化束合并器157将第三LD154和第四LD155泵浦出的预定波长，如1490纳米，的光进行合并。第三波分复用合并器158将第一极化束合并器156和第二极化束合并器157输出的不同波长的光进行复用合并。第一LD单元110的运行与第二LD单元150相同。通过第一波分复用合并器120，第一LD单元110泵浦出的光与通过第一单向导波管110的信号光合并。EDF130把依据于通过第一和第二波分复用合并器120和140的泵浦光的信号光放大。第一和第二单向波导管100和160防止EDF130的自发发射被输入和输出口反射，并防止这种自发发射的再入射。然而，本方法中所采用的极化复用器价格昂贵，且其功率难以控制。用于光纤放大的另一种方法是多点入射。多点入射的一个最简单的例子就是图2中所示的EDFA双向泵浦。在任意位置入射泵浦光都是可能的。图2中的WDM是一个波分复用器。PD是一个发光二极管。这种多点方式的问题在于，它产生接合损失，且泵浦光的吸收长度被减小。因此导致低粒子数反转、低增益和高噪声指数。本专利技术的目的是提供一种大功率泵浦器件，使得通过它有可能通过提高泵浦光的带宽来提高泵浦光的功率，且有可能通过利用一个预定的反射器选择泵浦光的波长来产生稳定的泵浦光。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于光纤放大的大功率泵浦装置，它包括，用来产生具有预定波长带的泵浦光的一个泵浦部分，所述泵浦光的波长取决于从下一个部分反馈回来的泵浦光的波长；用来把所述泵浦部分所产生的泵浦光复用、按照波长将从所述下一个部分入射来的信号光进行分离、并将信号光输出到所述泵浦部分的一个波分复用器；以及用来将所述波分复用器所复用的输出光的一部分反射、将反射光输出到所述波分复用器、并将其余的光作为用于光放大的泵浦光输出一个宽带反射部分。本专利技术提供一种用于光纤放大的大功率泵浦装置，它包括，用来产生具有预定波长带的泵浦光的一个泵浦部分，所述泵浦部分的波长取决于从下一个部分反馈回来的泵浦光的波长；用来将所述泵浦部分产生的泵浦光按各自的波长衍射、反向衍射将从所述下一个部分入射来的光、并将光输出到所述泵浦部分的一个衍射光栅；用来将所述衍射光栅所衍射的光聚集起来、按照波长将所述下一个部分所反射的入射光分离、并将光输出到所述衍射光栅的一个聚光透镜；以及将所述聚光透镜所聚集的光的一部分反射、将反射光输出到所述聚光透镜、并将其余的光作为用于光放大的泵浦光输出的一个光纤光栅反射器。下面结合最佳实施例和附图对本专利技术的技术方案进行说明，以更清楚地阐明本专利技术的目的和优点。图1是采用多个二极管的现有光纤放大器示意图；图2是一个现有的多点光纤放大器示意图；图3A是本专利技术所提供的一个用于光纤放大的大功率泵浦装置；图3B是对图3A中所示的装置略做改动的实施例；图3C对图3A中所示的装置加以改动后的另一个实施例；图4是本专利技术所提供的用于光纤放大的大功率泵浦装置的另一个实施例；图5是图4中的衍射光栅的一个横断剖视图；图6是图4中的衍射光栅的一个示例的示意图。下面结合附图对本专利技术加以说明。图3A至3C给出了本专利技术提供的用于光纤放大的大功率泵浦器件的结构。图3A至3C给出的大功率泵浦器件含有一个泵浦部分200、一个复用器(MUX)220、用来将泵浦部分200的一侧与MUX220的一侧接合起来的接合部分210。泵浦部分200含有多个泵浦装置，如一个激光二极管部分300，以用来产生一种泵浦光，该泵浦光的波长决定于从一个宽带反射部分230反射回来并通过MUX220解复用的光。激光二极管部分300含有一个激光二极管306，激光二极管306的一个表面302是高反射(HR)镀膜，另一个表面304是抗反射(AR)镀膜；激光二极管部分300还含有一根光纤308，光纤308与激光二极管306接触的末端被处理成透镜型，并且一个精细的透镜被添加到它的竖向部分。参见图3A，宽带反射部分230含有一个连接于MUX220的90∶10光耦合器232、一个连接于光耦合器232的极化维持光纤环234，该极化维持光纤维持一个传输模的极化并将这个模转移。由于泵浦部分300所产生的泵浦光被一个外部反馈所稳定，所以各个二极管可以具有同样的波长带。这时，外部反馈是靠宽带反射部分230的宽带反射和MUX220的解复用实现的。泵浦部分300的各个二级管的波长由入射自MUX220的反射光来选择。即是说，各个二极管产生一束波长由MUX220的反馈决定的泵浦光。所产生的泵浦光被转移到与MUX220相连接的各个单模光纤。例如，为产生980纳米波长泵浦光的二极管在一个1微米或略大的波长被反馈回来时产生一束具有1微米或略大波长的泵浦光。所以在些情况下，波长大于990纳米的反馈被抑制。由于二极管的输出表面具有AR镀膜304，所以只有很少量的反射来自该输出表面。这种AR镀膜对于二极管产生单频光是很重要的。此外，来自透镜型末端表面或来自光纤的反射必须被控制。但是，这里不能使用单向波导管，因为它消除了外部反馈的影响。所以，通过将一个精细透镜添加到光纤的末端表面或将光纤的末端表面处理成透镜型，控制了来自光纤末端表面的反射。泵浦部分300所产生的泵浦光通过接合部分210输入到MUX220。此时，MUX220是一个单模光纤复用器。当MUX220的波长间隙是0.8纳米或1.6纳米，由于当前的光栅稳定980纳米激光二极管的带宽为0.5纳米，一束功率为50毫瓦或100毫瓦的泵浦光必须调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光纤放大的大功率泵浦装置，其特征在于，它含有：用来产生具有预定波长带的泵浦光的一个泵浦部分，所述泵浦光的波长取决于从下一个部分反馈回来的泵浦光的波长；用来把所述泵浦部分所产生的泵浦光复用、按照波长将从所述下一个部分入射来的信 号光进行分离、并将信号光输出到所述泵浦部分的一个波分复用器；以及用来将所述波分复用器所复用的输出光的一部分反射、将反射光输出到所述波分复用器、并将其余的光作为用于光放大的泵浦光输出一个宽带反射部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇雨，拉斯约翰阿尔比森尼尔森，
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]