单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置，属高功率窄线宽光纤激光器、光纤放大器领域。解决了现有装置工艺复杂、光纤不能再使用、光纤伸缩小的问题。该装置的第一、二薄椭圆半管(4、5)短轴的开口平行相对，分别放置在第一绝热盒(1)和第二绝热盒(2)内。第一、二温度控制器负载(17、27)分别放置在第一、二绝热盒内，分别与第一、二温度控制器(16、26)连接。掺稀土光纤(8)进入第一绝热盒，螺旋粘贴在第一薄椭圆半管外侧壁，穿出进入第二绝热盒，螺旋粘贴在第二薄椭圆半管外侧壁，再次进入第一绝热盒，螺旋粘贴在第一薄椭圆半管外侧壁，穿出进入第二绝热盒，螺旋粘贴在第二薄椭圆半管外侧壁，如此循环从第二绝热盒穿出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高功率单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置， 属于高功率窄线宽光纤激光器、窄线宽光纤放大器领域。
技术介绍
受激布里渊散射是一种在光纤内发生的非线性过程，其所需要的入射功率远低于受激拉曼散射所需要的入射功率。一旦达到布里渊散射阈值，受激布里渊散射将把绝大部分输入功率转换为反向斯托克斯波[GovindP. Agrawal，Nonlinear Fiber Optics, Third Edition, San Diego, CA =Academic]。显然，受激布里渊散射限制了光纤所能传输的最大功率。另外，受激布里渊散射如果不能得到完全抑制，将导致泵浦功率的随机变化，从而引起相应的信号噪声，降低了信号的质量。目前，提高光纤中的受激布里渊散射阈值主要有以下几种1)制作光纤，使光纤中残留应力以抑制光纤中的受激布里渊散射。Jane Bilecky Clayton等人在美国专利US005851259A中在制作掺镉光纤时，通过调制光纤中拉制时所受的应力来抑制传输光纤中的受激布里渊散射。Alan Frank Evans等人在美国专利 US006542683B1在制作光纤时，通过交替变更含磷和氟掺杂物的玻璃层实现纤芯具有非均勻粘度和CTE分布，从而使得光纤中剩余、永久、非均勻应力；在拉制光纤时，受到光纤拉丝张力以及光纤离开熔炉后经历大温度梯度和快速冷却，从而增强了非均勻应力提供的受激布里渊抑制效应。这种方法主要适合非掺稀土的单模传输光纤。2)改变光纤中的声波频率随着光纤长度的变化而变化，实现展宽布里渊增益带觅ο改变光纤中的声波频率可通过改变芯层半径随光纤长度变化[K.Siiraki， Μ. Ohashi,and Μ. Tateda,Suppression of stimulated Brillouin scattering ina fibre by changing the core radius, Electron. Lett. vol. 31,no. 8,pp. 668-669,April. 1995] 或改变芯层掺杂浓度随光纤长度变化[K. Tsujikawa, K. Nakajima, Y. Miyajima, andM. Ohashi，” New SBS suppression fiber with uniform chromatic dispersion to enhance four-wave mixing，，，IEEE photon. Technol. Lett. ,vol. 10,no. 8,pp. 1139-1141, Aug. 1998]实现。显然，这两种方法都涉及对光纤结构的重新设计，因此，无法灵活调节光纤中的声波频率，以提高光纤中的受激布里渊散射阈值。改变光纤中的声波频率还可通过改变温度随光纤长度变化实现。Y. Imai等人在文献['Dependence of stimulated Brillouin scattering on temperature distribution in polarization-maintaining fibers, IEEE Photon. Technol. Lett. , vol.5, no.11, pp. 1335-1337,Nov. 1993]中通过增大光纤盘中不同点光纤温度差，实现提高光纤受激布里渊散射阈值的目的。这种方法，无法对光纤施加力的作用，而且主要适合非掺稀土的单模传输光纤。改变光纤中的声波频率还可通过改变压力分布随光纤长度变化实现。JoshuaE.Rothenberg 等人在文献[，，Suppression of Stimulated Brillouin Scattering inSingle-Frequency Multi-Kilowatt Fiber Amplifiers，，，Proc. of SPIEVol. 6873, 687300，(2008)]及美国专利US 2007/0019918与国际专利W02007/055754中将光纤嵌入到圆形或椭圆形的转盘里，使光纤与弹性转盘的惯性轴存在偏移，对弹性转盘施加压力，使光纤受到与惯性轴偏移位置成正比的拉伸力或压缩力。Joshua Ε. Rothenberg等人还指出可将光纤嵌入到椭圆梁中，利用扭转，来对椭圆梁施加压缩力，实现同样的效果。这种方法需要将光纤嵌入到弹性转盘或椭圆梁中，而且光纤表面不能受到与横截面平行方向的任何压力，实现工艺要求高，而且一旦光纤嵌入后，将不能再次使用，增加了使用成本。中国专利申请号201010104948. 3对光纤长度为50米的单模光纤同时施加负的温度梯度和纵向压力或者同时施加正的温度梯度和纵向张力，实现抑制窄带光纤拉曼放大器中的受激布里渊散射的目的；然而此专利申请中没有给出具体的合理技术手段。Peter Krummrich等人在美国专利US 2001/0019642A1与德国专利19961514A1中提出将传输光纤分成几个部分，对每一部分进行机械连接以使相邻部分声波不耦合；或者对光纤纵向施加非均勻性机械拉力，形成不同的光纤格栅，以扰动光波与声波或者反向光波与声波的相位关系。这种方法主要适合传输光纤，上述专利中也没有给出具体的在光纤上作用的机械拉力技术手段。中国专利申请号200910237785. 3通过设计内环盘、左外环盘与右外环盘的方法， 解决了美国专利US 2007/0019918中容易出现的光纤表面容易受到与横截面平行方向的压力情形，以及光纤很难再次使用的问题。由于内环盘外表面为椭圆形，在椭圆形表面上刻上精度与表面粗糙度要求很高的螺旋槽，工艺要求很高。中国专利申请号200910238723. 4 给出了一种用于光纤光栅或光纤受激布里渊散射的多维调节装置，这种装置中的弹簧钢螺纹管的内侧螺纹加工，工艺要求与专利200910237785. 3 一样要求很高，而且光纤如何放置在螺旋槽中也是实现的技术难点。中国专利申请号200920350821. 2将内环盘外表面设计成圆形，解决了工艺上的实现的难题，其缺点调节范围小，而且，内环的外表面为圆形，容易将开口外环作用在内环外侧上的压力分散均勻，不利于实现光纤在与横截面垂直方向上大的拉伸或压缩变化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有装置工艺复杂、光纤不能再使用、光纤伸缩小的问题，提出单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置，该装置包括第一绝热盒、第二绝热盒、第一导热盖、第二导热盖、第一温度控制器、第一温度控制器负载、第二温度控制器、第二温度控制器负载、第一薄椭圆半管、第二薄椭圆半管。第一薄椭圆半管和第二薄椭圆半管短轴的开口平行相对，分别放置在第一绝热盒和第二绝热盒内；第一薄椭圆半管和第二薄椭圆半管的轴向开口的端面分别与第一导热盖、第二导热盖距离为5mm 20mm。第一导热盖上分布着第一列的第一通孔、第一列的第二通孔......第一列的第N通孔与第二列的第一通孔、第二列的第二通孔......第二列的第N通孔。第二导热盖上分布着第三列的第一通孔、第三列的第二通孔......第三列的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置，其特征为：该装置包括第一绝热盒（１）、第二绝热盒（２）、第一导热盖（１３）、第二导热盖（２３）、第一温度控制器（１６）、第一温度控制器负载（１７）、第二温度控制器（２６）、第二温度控制器负载（２７）、第一薄椭圆半管（４）、第二薄椭圆半管（５）；第一薄椭圆半管（４）和第二薄椭圆半管（５）短轴的开口平行相对，分别放置在第一绝热盒（１）和第二绝热盒（２）内；第一薄椭圆半管（４）和第二薄椭圆半管（５）的轴向开口的端面分别与第一导热盖（１３）、第二导热盖（２３）距离为５ｍｍ～２０ｍｍ；第一导热盖（１３）上分布着第一列的第一通孔（３１）、第一列的第二通孔（３２）．．．．．．第一列的第Ｎ通孔（３Ｎ）与第二列的第一通孔（４１）、第二列的第二通孔（４２）．．．．．．第二列的第Ｎ通孔（４Ｎ）；第二导热盖（２３）上分布着第三列的第一通孔（５１）、第三列的第二通孔（５２）．．．．．．第三列的第Ｎ通孔（５Ｎ）与第四列的第一通孔（６１）、第四列的第二通孔（６２）．．．．．．第四列的第Ｎ通孔（６Ｎ）；第一温度控制器负载（１７）放置在第一绝热盒（１）内，与第一温度控制器（１６）连接；第二温度控制器负载（２７）放置在第二绝热盒（２）内，与第二温度控制器（２６）连接；掺稀土光纤（８）经过第一列的第一通孔（３１）进入第一绝热盒（１）内，螺旋粘贴在第一薄椭圆半管（４）外侧壁，从第二列第一通孔（４１）穿出第一绝热盒（１），经过第三列的第一通孔（５１）进入第二绝热盒（２）内，螺旋粘贴在第二薄椭圆半管（５）外侧壁，从第四列第一通孔（６１）穿出第二绝热盒（２）．．．．．．经过第一列的第Ｎ通孔（３Ｎ）进入第一绝热盒（１）内，螺旋粘贴在第一薄椭圆半管（４）外侧壁，从第二列第Ｎ通孔（４Ｎ）穿出第一绝热盒（１）；通过第三列的第Ｎ通孔（５Ｎ）进入第二绝热盒（２）内，螺旋粘贴在第二薄椭圆半管（５）外侧壁，从第四列第一通孔（６Ｎ）穿出第二绝热盒（１）；Ｎ为２至１００的整数。...
【技术特征摘要】
1.单频光纤放大器受激布里渊散射阈值提高的双温室装置，其特征为该装置包括第一绝热盒(1)、第二绝热盒( 、第一导热盖(π)、第二导热盖、第一温度控制器(16)、第一温度控制器负载(17)、第二温度控制器(沈)、第二温度控制器负载 (27)、第一薄椭圆半管(4)、第二薄椭圆半管(5)；第一薄椭圆半管(4)和第二薄椭圆半管( 短轴的开口平行相对，分别放置在第一绝热盒(1)和第二绝热盒O)内；第一薄椭圆半管(4)和第二薄椭圆半管(5)的轴向开口的端面分别与第一导热盖(13)、第二导热盖03)距离为5mm 20mm ；第一导热盖(1 上分布着第一列的第一通孔(31)、第一列的第二通孔(3 ......第一列的第N通孔(3N)与第二列的第一通孔(41)、第二列的第二通孔02)......第二列的第N通孔(4N)；第二导热盖上分布着第三列的第一通孔(51)、第三列的第二通孔(5 ......第三列的第N通孔(5N)与第四列的第一通孔(61)、第四列的第二通孔(62)......第四列的第N通孔(6N)；第一温度控制器负载(17)放置在第一绝热盒(1)内，与第一温度控制器(16)连接；第二温度控制器负载(XT)放置在第二绝热盒O)内，与第二温度控制器06)连接；掺稀土光纤(8)经过第一列的第一通孔(31)进入第一绝热盒(1)内，螺旋粘贴在第一薄椭圆半管(4)外侧壁，从第二列第一通孔Gl)穿出第一绝热盒(1)，经过第三列的第一通孔(51)进入第二绝...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡旭东，宁提纲，裴丽，李晶，温晓东，郑晶晶，冯素春，王春灿，邴亮，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11
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