桥连式大模场光纤结构以及光纤放大器制造技术

本发明专利技术涉及光纤激光技术领域，尤其涉及一种桥连式大模场光纤结构以及光纤放大器。其中，桥连式大模场光纤结构，其包括：沿着种子源信号光传输方向依次设置的多个增益光纤，相邻的两个增益光纤互相靠近的一端相连接；并且多个增益光纤的纤芯直径依次增大。本发明专利技术采用多个增益光纤实现对种子源信号光的放大，由于桥连式光纤结构的使用和无源器件的减少，提高了整个光纤单频激光放大器的SBS阈值，使信号光输出功率可以得到更大的提升。输出功率可以得到更大的提升。输出功率可以得到更大的提升。

【技术实现步骤摘要】
桥连式大模场光纤结构以及光纤放大器


[0001]本专利技术涉及光纤激光
，尤其涉及一种桥连式大模场光纤结构以及光纤放大器。

技术介绍

[0002]单频光纤激光器因其低噪声、窄线宽和相干长度较长等特性，在测风雷达、高精度光谱测量、相干通信以及引力波探测等领域具有广泛的应用。目前，采用MOPA(主振荡功率放大)结构是实现高功率单频激光输出的一种理想技术方案。将低功率的单频光纤振荡器作为种子源，通过多级放大器结构实现功率放大。目前，基于MOPA结构的高功率单频光纤激光放大器，通常使用多级放大器级联，每一级放大器由增益光纤以及与增益光纤匹配的无源器件(一般包括波分复用器、合束器、隔离器、环形器)组成，而多级无源器件的使用增加了整个系统结构的复杂度和无源光纤的长度，从而降低了SBS(受激布里渊散射效应)的阈值。此外，由于单频激光极窄的线宽以及光纤相对有限的纤芯尺寸，使单频光纤激光功率的提升受到SBS的限制，从而使得单频光纤激光功率无法被放大到较高的功率。
[0003]由于单频激光极窄的线宽以及光纤相对有限的纤芯尺寸，使单频光纤激光功率的提升受到受激布里渊散射效应(SBS)的限制。目前，基于MOPA结构的高功率单频光纤放大器，通常使用多级放大器级联，多级无源器件的使用增加了整个系统无源光纤的长度，从而降低了SBS的阈值。另外，过多无源器件的设置也增加了放大器整体结构的复杂性，不利于放大器小型化和集成化设计。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种桥连式大模场光纤结构以及光纤放大器，用以解决现有技术中基于MOPA结构的单频光纤激光放大器，由于受到SBS的限制而无法被放大到较高功率的技术问题。
[0005]一方面，本专利技术提供一种桥连式大模场光纤结构，包括：沿着种子源信号光传输方向依次设置的多个增益光纤，并且所述多个增益光纤的纤芯直径依次增大；其中，相邻的两个增益光纤互相靠近的一端相连接；
[0006]所述多个增益光纤用于依次对输入的种子源信号光进行功率放大处理，得到目标激光信号。
[0007]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，任意相邻的两个增益光纤中，前一个增益光纤的输出端的纤芯与后一个增益光纤的输入端的纤芯熔接，前一个增益光纤的输出端的包层与后一个增益光纤输入端的包层熔接。
[0008]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，所述增益光纤上设有至少一个泵浦光耦合部；
[0009]所述泵浦光耦合部用于接收泵浦光，并将所述泵浦光耦合进对应的增益光纤中。
[0010]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，所述泵浦光耦合部包括由所述增
益光纤的部分内包层的外表面区域形成的光纤耦合面；所述泵浦光通过所述光纤耦合面耦合进对应的增益光纤中。
[0011]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，所述光纤耦合面位于对应内包层(32)靠近输入端的外表面。
[0012]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，所述光纤耦合面贴合有直角棱镜；
[0013]所述直角棱镜用于对入射的泵浦光进行折射，使得经过折射的泵浦光从所述光纤耦合面耦合进增益光纤的内包层中，并且在所述内包层中全反射传播。
[0014]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，包括沿着所述种子源信号光传输方向依次设置的三个增益光纤。
[0015]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，所述三个增益光纤的直径分别为10μm、20μm和30μm。
[0016]根据本专利技术提供的一种桥连式大模场光纤结构，还包括泵浦源，所述泵浦源用于给所述增益光纤提供放大所需的泵浦光。
[0017]另一方面，本专利技术还提供一种桥连式大模场光纤放大器，其包括如上所述的桥连式大模场光纤结构。
[0018]本专利技术提供的桥连式大模场光纤结构，其包括：沿着种子源信号光传输方向依次设置的多个增益光纤，相邻的两个增益光纤互相靠近的一端相连接；并且多个增益光纤的纤芯直径依次增大。本专利技术的光纤结构采用多个增益光纤的直径依次增大实现对种子源信号光的放大，由于减少了无源器件的使用，提高了整个光纤结构的SBS阈值，使得输入的种子源信号光可以被放大到较高的功率。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0020]图1是本专利技术提供的桥连式大模场光纤结构的结构示意图之一；
[0021]图2是本专利技术提供的桥连式大模场光纤结构的结构示意图之二。
[0022]附图标记：
[0023]1、第一增益光纤；2、第二增益光纤；3、第三增益光纤；31、纤芯；32、内包层；33、外包层；34、涂覆层；35、直角棱镜；36、光纤耦合面。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术的光纤结构采用多个增益光纤实现对种子源信号光的放大，由于桥连式光
纤结构的使用和无源器件的减少，提高了整个光纤单频激光放大器的SBS阈值，使信号光输出功率可以得到更大提升。
[0026]下面结合附图1
‑
2对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0027]实施例一：
[0028]本实施例提供一种桥连式大模场光纤结构，其包括：沿着种子源信号光传输方向依次设置的多个增益光纤，并且多个增益光纤的纤芯直径依次增大；其中，相邻的两个增益光纤互相靠近的一端相连接。本实施例采用多个直径依次增大的增益光纤实现对种子源信号光的放大，由于桥连式光纤结构的使用和无源器件的减少，提高了整个光纤单频激光放大器的SBS阈值，使得输入的种子源信号光可以被放大到较高的功率，得到所需的目标激光信号。
[0029]进一步的，每个增益光纤上设有至少一个泵浦光耦合部；泵浦光耦合部用于接收泵浦光，并将泵浦光耦合进对应的增益光纤中。
[0030]具体的，本实施例的泵浦光耦合部包括由增益光纤的部分内包层的外表面区域形成的光纤耦合面；泵浦光通过光纤耦合面耦合进对应的增益光纤中。换言之，对增益光纤的部分区域的涂覆层和外包层进行剥除，露出部分内包层，该内包层外表面区域形成光纤耦合面。即可以理解的是，光纤耦合面只是增益光纤外表面的部分区域，如果将增益光纤的涂覆层和外包层沿着增益光纤的延伸方向切开，使得涂覆层和外包层为一个长方体状(考虑到涂覆层和外包层的厚度)的话，那么相当于在长方体上挖了一个矩形的方孔，以露出里面的内包层，从而使得泵浦光可以从内包层进入增益光纤中。将泵浦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥连式大模场光纤结构，其特征在于，包括：沿着种子源信号光传输方向依次设置的多个增益光纤，并且所述多个增益光纤的纤芯直径依次增大；其中，相邻的两个增益光纤互相靠近的一端相连接；所述多个增益光纤用于依次对输入的种子源信号光进行功率放大处理，得到目标激光信号。2.根据权利要求1所述的桥连式大模场光纤结构，其特征在于，任意相邻的两个增益光纤中，前一个增益光纤的输出端的纤芯(31)与后一个增益光纤的输入端的纤芯(31)熔接，前一个增益光纤的输出端的包层与后一个增益光纤输入端的包层熔接。3.根据权利要求1所述的桥连式大模场光纤结构，其特征在于，所述增益光纤上设有至少一个泵浦光耦合部；所述泵浦光耦合部用于接收泵浦光，并将所述泵浦光耦合进对应的增益光纤中。4.根据权利要求3所述的桥连式大模场光纤结构，其特征在于，所述泵浦光耦合部包括由所述增益光纤的部分内包层(32)的外表面区域形成的光纤耦合面(36)；所述泵浦光通过所述光纤耦合面(36)耦合进对应的增益光纤中。5.根据权利要求4所述的桥连式大模场光纤结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一州，杜哲峰，张浩，
申请(专利权)人：深圳超维景光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：