[发明专利]一种新型光纤放大器

说明书

技术领域

本发明涉及放大器领域，尤其涉及一种新型光纤放大器。

背景技术

在光通讯领域，光纤放大器尤其是掺铒离子光纤放大器（EDFA）是一种非常重要的有源器件，它是远距离光通信的核心器件。现在的光纤放大器通常采用的方案是将信号光通过掺铒或者其他掺杂的一段增益光纤，同时耦合输入LD泵浦光，以实现信号光的增益放大。由于信息传输量的增大，以及光通信线路的增加，在实际应用中常常需要对多个线路的光信号进行放大，那么就需要多个EDFA分别进行放大，这样成本就会提高，而且多个EDFA也增加了整个光通讯系统的复杂性，其体积也随之增大。

国内外采用了各种掺杂稀土增益光纤放大器设计方式以提高光纤的增益系数，并且采用多模泵浦源以不同的入射和泵浦方式以降低器件的生产成本。如中国专利公开号为CN101383474A的“多路放大的光纤阵列放大器”的技术方案，公开了一种包括双包层二维阵列光纤、多模半导体激光器、多个光纤隔离器、石英光纤阵列的放大器，其信号光经光纤环形器和石英光纤阵列进入双包层掺杂纤芯中，多模泵浦光经过透镜和二色镜耦合进入包层泵浦，使输入的各路信号光得到一次放大。采用上述方法可以在一定程度上解决器件小型化和廉价的问题，但是，这种结构存在石英光纤阵列的调节难度大，导致信号光插入损耗增大，泵浦效率不高，泵浦光利用率低，而且采用这种端面泵浦方式能提高的最大泵浦功率有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现多模泵浦，多路放大，获得高功率可调稳定输出、结构紧凑、易于集成，低成本的新型光纤放大器。

为实现上述目的本发明采用以下设计方案，其包括多模LD泵浦源、泵浦耦合光纤系统、双包层增益介质、信号光源和可变光衰减器，所述的多模LD泵浦源的泵浦光经过泵浦耦合光纤系统后入射到双包层增益介质，同时信号光源通过尾纤入射到双包层增益介质进行信号光放大，经过放大的信号光经过双包层增益介质的尾纤入射到可变光衰减器，所述的多模LD泵浦光源的泵浦方式为侧面泵浦,所述的多模LD泵浦光源的泵浦强度使各个双包层增益介质达到饱和增益程度。

所述的双包层增益介质包括增益介质外包层、增益介质内包层和增益介质，

所述的增益介质为掺有一种以上稀土离子的光纤纤芯或掺铒玻璃。

所述的光纤纤芯中掺有铒离子或同时掺有铒离子和镱离子。

所述的泵浦耦合光纤系统为多模光纤熔融拉锥定向耦合光纤或合束光纤系统。

所述的多模LD泵浦光源为单管LD泵浦光源、阵列LD泵浦光源或可调制LD脉冲泵浦光源。

本发明采用以上设计方案，通过采用侧面泵浦方式，提高了泵浦光强；通过采用熔融拉锥定向耦合光纤耦合，降低了插入损耗；通过采用可使的双包层增益介质达到其饱和强度的泵浦光强，避免了因外界扰动导致的放大光功率的不稳定，使得放大光功率处于稳定状态；通过将双包层增益介质的增益介质采用掺铒玻璃或光纤纤芯，降低了增益介质的制作成本；通过采用LD泵浦光源，实现了多泵浦、多路放大；通过采用可变光衰减器，为实现对各信号光增益放大可调；整体结构更加简单，易于集成。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步详细的说明：

图1为本发明光纤放大器结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，图中以设有三路信号源、三路输出为例进行说明，本发明其包括多模LD泵浦源104、泵浦耦合光纤系统105、双包层增益介质106、信号光源101、102和103以及可变光衰减器110、111和112，所述的多模LD泵浦源104的泵浦光经过泵浦耦合光纤系统105后入射到双包层增益介质106，使得增益离子实现布居数反转，同时信号光源101、102和103通过尾纤入射到双包层增益介质106进行信号光放大，经过放大的信号光经过双包层增益介质106后入射到可变光衰减器110、111和112进行输出功率调节，所述的双包层增益介质106包括增益介质外包层107、增益介质内包层108和增益介质109，所述的增益介质109可以为掺有铒或同时掺有铒和镱等其他稀土离子的光纤纤芯，也可以采用掺铒玻璃代替，所述的多模LD泵浦光源104的泵浦方式为侧面泵浦，所述的泵浦耦合光纤系统105为多模光纤熔融拉锥定向耦合光纤系统或合束光纤系统，所述的多模LD泵浦光源104的泵浦强度可使各个双包层增益介质106达到饱和增益程度，具体的可通过增大多模LD泵浦光源104的激励电流和LD阵列元数量来提高总的泵浦光强。

所述的多模LD泵浦光源104为单管LD泵浦光源、阵列LD泵浦光源或可调制LD脉冲泵浦光源。