[发明专利]利用大模面积的多模的增益产生光学光纤的高功率光学设备

权利要求书

1.一种高功率光纤设备，包括：

输入光纤，具有第一芯区，该第一芯区以单横模传播信号光，并以至少相同的单横模传播泵浦光；

所述泵浦光的高亮度光源；

多模的增益产生光纤，具有第二芯区和包围所述第二芯区的包层区，所述第二芯区的横截面面积超过350μm²且超过所述第一芯区的横截面积，当所述泵浦光在所述第二芯区中被吸收时所述第二芯区向在其中传播的所述信号光提供增益，和

模式展宽器，用于将所述信号光和所述泵浦光从所述第一芯区耦合入所述第二芯区，并且改变所述输入光纤中的所述信号光和所述泵浦光的模场面积以与在所述第二芯区中的相应的模场面积相匹配。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述模式展宽器包括基于光纤的GRIN透镜。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述信号光具有在1500-1600nm范围内的波长，所述泵浦光具有在1480-1490nm范围内的波长。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述增益产生光纤是掺杂有Er的。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述高亮度光源包括：

LD阵列，用于产生低亮度的第一泵浦光，和

光纤激光器，由所述第一泵浦光抽运，所述光纤激光器的输出对所述增益产生光纤进行抽运。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述光纤激光器包括：

第一光纤激光器，响应所述低亮度泵浦光，用于产生较高亮度的第二泵浦光；和

拉曼光纤激光器，响应所述较高亮度的第二泵浦光，用于上移所述较高亮度泵浦光的波长，所述上移的泵浦光被提供给所述增益产生光纤以放大所述信号光。

7.如权利要求6所述的设备，其中所述LD阵列在900-1000nm的波长处产生所述低亮度的第一泵浦光，所述第一光纤激光器包括产生所述较高亮度的第二泵浦光的掺Yb光纤激光器，且所述拉曼激光器响应所述第二泵浦光，用于移动波长以放大所述信号光。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述掺Yb激光器包括包层泵浦光纤激光器，且所述拉曼激光器包括级联拉曼谐振激光器。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述第二芯区面积超过800μm²。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述泵浦光的高亮度光源包括多个泵浦光的光源，每个光源都具有不同的波长，所述泵浦光和所述信号光被多路传输至所述输入光纤上。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括光放大器。

12.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括激光器。

13.如权利要求1所述的设备，其中所述增益产生光纤包括单包层光纤。

14.如权利要求1所述的设备，其中所述输入光纤被构造为使得所述泵浦光在其中仅以与所述信号光相同的单横模传播。

15.如权利要求1所述的设备，其中所述模式展宽器包括光纤片段，在该光纤片段中其芯区的横截面面积是沿所述片段的纵轴方向渐缩的，所述片段在所述第二芯区附近具有相对较大的面积，而在所述第一芯区附近具有相对较小的面积。