光纤放大器制造技术

一个Ａｒ＋［＋］离子激光激励光纤放大器，其具有一个带有一芯子的光学纤维，该芯子曾是使用－Ａｌ盐和－Ｅｒ盐的溶液掺杂的溶液。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤放大器。本专利技术的一个目的是提供一个用于放大近似1532nm波长信号的有效光纤放大器。掺入铒Er的纤维当用514.5nm的Ar+离子激光激励时，适用于这样的放大器。作为一个放大器运行，该纤维受工作在514.5nm的Ar+离子激光来激励，以便将Er离子转换到一个亚稳态能级。如果激励能量足以转换大大超过50%的Er离子，在同一纤维中传播的近似1532nm波长的一个信号束将获得增量。理想的是所有的激励能量都应转换成有用的信号增量。但是，由于存在于亚稳态的离子吸收激励光子，这个激励光的激发态吸收消耗了激励能并造成了额外损失过程，此过程并不对信号增量有贡献，因而大大地减小了放大器激励效率。放大器激励效率的测量是激发态吸收横截面与基态吸收横截面的比率，δESA/δGSA。这个比率越小，纤维在具体激发波长的效率越高。光纤的SiO2芯子一般用氧化锗(GeO2)掺杂来改进芯子材料的折射指数。具有这样芯子的纤维在用Er共掺杂后，当用500nm左右的波长来激励时，表现出不能接受地高的ESA与GSA的比率。我们已发现，在一个掺有Er的SiO2芯子里用氧化铝(Al2O3)作为折射指数改进掺杂剂，对于激励波长在500nm左右的纤维来说可以提供一大大降低的ESA与GSA比率。作为改进折射指数的掺杂剂，Al2O3的使用有另外的优点，即可以通过用一Al盐和一Er盐的溶液来对芯子掺杂在同一步骤中引入两个掺杂剂的方法来简化此纤维的制造。本专利技术提供Ar+离子激光激励的光纤放大器，它具有一个由芯子构成的光纤维，这个芯子曾是用一Al盐和Er盐溶液来掺杂的溶液。为了使本专利技术可以被很好地理解，只用举例的方式给出一个实施例，通过参考附图来描述，在这个图中附图说明图1以图解形式显示了Ar+离子激励光纤放大器;图2是掺杂Al2O3的纤维的折射指数分布图。图3图示了掺杂Al2O3和GeO2的纤维在共掺杂Er时的损失光谱。图4图示了掺杂Al2O3及GeO3的纤维共掺杂Er时的荧光光谱。首先参看图1，显示的是一个光纤放大器10(它可以用作功率放大器，串联式放大器或前置放大器)来放大近似1532nm的信号。这个放大器10由一个Al2O3-Er共掺杂纤维12构成，此纤维经一个双色纤维耦合器16在514.5nm受到一个Ar+离子激光14的激励。纤维12是用公知MCVD技术的扩展的溶液掺杂技术制成的。一个或多个一般的包层(典型的是SiO3/P2O5/F玻璃)首先在一个放在东床内的基底管的内表面沉积，接着，SiO2芯层在减低的温度下沉积形成部分烧结的多孔炭黑。然后，通过以东床上移动已形成的管道并把芯层浸在铝盐和Er盐的水溶液或酒精溶液中，Al2O3和Er掺杂剂被引入以便确保多孔炭黑的饱和。这个管子被再次放入东床，芯层被干燥，熔融并且管子塌缩。以这样形成的预制棒拉出的光纤维是常规的。需要能获取高纯度的并且易溶于水或酒精的铝盐。AlCl3的六水合物是适宜的一个材料，它易获得在99.9995%的纯度且易溶解。ErCl3的六水合物是较佳的Er盐。图2显示的是用以上技术制成的一个典型的预制棒的折射指数分布图。这个分布图是一个阶跃分布图的很好的近似值，显示了在芯子中掺入氧化铝的相容性。图3是实线表示了一个Al2O3/SiO2芯，掺杂Er3+的光纤(截面外直径125um＝1250nm)的一个典型损失光谱，此纤维含约300ppmEr3+，在图3中沿Y轴给的是以dB/km为单位的损失，沿X轴绘的是以nm为单位的波长。为了比较，在同一图中增添的虚线是一个GeO2/SiO2芯，掺入Er3+的纤维的损失光谱，此纤维含200ppmEr3+，这条虚线显示了由于Al2O3的出现而引起的Er吸收光谱的相对强度的移动。图4中显示了伴生荧光光谱，在图中沿Y轴绘的是用任意单位的能量，沿X轴绘的是以nm为单位的波长，掺入Al2O3芯子的荧光光谱以实线表示，而掺入GeO2的芯子以虚线表示。要注意的是，与所观察到的如在Nd3+里4级4F3/2-4I11/2跃迁中的峰值大移动，此荧光光谱中峰值只有很小的移动。如前所述，当受到激励时，光纤放大器中纤维的激发态吸收横截面与基态吸收横截面的比率ESA/GSA很小是很重要的。对于这两种纤维类型测量这个比率，发现对于Er3+/GeO2/SiO2及Er3+/Al2O3/SiO2纤维分别近似于1和0.5。因而，当在514.5nm受到激励时，Al2O3共掺杂维提供了一个更为有效的放大器。用在514.5nm时的300mW的激励光激励时，对一0.15的数值孔径的Er3+/Al2O3/SiO2纤维已获得了在1.536um的23dB的信号增量。在一个Er3+/GeO2/SiO2纤维里，在514.5nm的300mW激励能对于获取任何值得注意的信号增量是不够的。从上面所述，应注意的是为了形成一有效放大器，芯子只需合几百ppm的Er3+。其它掺杂剂可以被引入这个铒氧化铝共掺杂芯子是可以被理解的。权利要求1.一种Ar+离子激励光纤放大器，具有一个由一芯子组成的光学纤维，该芯子曾是使用-Al盐和-Er盐的溶液掺杂的溶液。2.如权利要求1所述的放大器，其特征为该Al盐是AlCl3的六水化合物。3.如权利要求1所述的放大器，其特征为该Er盐是ErCl3的六水化合物。4.如权利要求1、2或3所述的放大器，其特征为该芯子含有几百ppm的Er3+。5.如权利要求4所述的放大器，其特征为该芯子含约300ppmEr3+。全文摘要一个Ar文档编号H01S3/16GK1040443SQ8910408公开日1990年3月14日 申请日期1989年6月10日 优先权日1988年6月10日专利技术者拉明·理查德·伊恩, 普尔·西蒙·布兰切特 申请人:皮雷利通用公共有限公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ａｒ↑［＋］离子激励光纤放大器，具有一个由一芯子组成的光学纤维，该芯子曾是使用－Ａｌ盐和－Ｅｒ盐的溶液掺杂的溶液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉明理查德伊恩，普尔西蒙布兰切特，
申请(专利权)人：皮雷利通用公共有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]