[实用新型]一种大功率窄线宽全多模泵浦双包层光纤放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤放大器技术领域，尤其涉及一种大功率窄线宽全多模泵浦双包层光纤放大器。

背景技术

光纤放大器一般由信号源、泵浦源、增益介质光纤、光隔离器及耦合系统组成，双包层光纤放大器的增益介质为双包层光纤，由掺杂纤芯、内包层、外包层和保护层组成，与常规光纤相比多了一个可以传输泵浦光的内包层，泵浦光从一端通过耦合系统进入双包层光纤，信号光在另一端耦合进入纤芯，最终获得放大激光输出。双包层光纤放大器采用的是行波放大的原理，纤芯中的掺稀土离子在泵浦光作用下，处于粒子数反转状态，当信号光通过纤芯时，由于信号光频率与双包层光纤的增益谱线相重合，故激发态上的粒子在信号光的作用下产生受激辐射，这种辐射叠加到信号光上而得到放大。

目前常规的大功率窄线宽双包层光纤放大器由于对于输出信噪比的要求较高，一般情况下包括预放级和功放级，如图1所示，预放级以掺铒光纤103作为有源光纤，使用980nm单模泵浦激光器108进行泵浦，泵浦方式为纤芯泵浦，信号光经过第一光隔离器101到达波分复用器102，980nm单模泵浦激光器108输出的泵浦光直接进入波分复用器102，波分复用器102将信号光与泵浦光耦合输出到掺铒光纤103的纤芯中，对信号光进行预放大；在预放级之后的功放级以铒镱双包层光纤106作为有源光纤，使用980nm多模泵浦激光器109进行泵浦，泵浦方式为包层泵浦，预放大的信号光经过第二光隔离器104达到泵浦耦合器105，980nm多模泵浦激光器109输出的泵浦光直接进入泵浦耦合器105，泵浦耦合器105将信号光耦合到输出端的铒镱双包层光纤106的纤芯中传输，将泵浦光耦合到输出端的铒镱双包层光纤106的包层中传输，信号光得到进一步放大，从输出端107输出。这样的大功率窄线宽双包层光纤放大器使用的泵浦激光器种类多，结构不够紧凑，驱动及控制复杂，且泵浦利用率较低，使得功耗较高。因此，有必要发展一种结构更紧凑、泵浦种类更少、泵浦利用率更高、功耗更低的大功率窄线宽全多模泵浦双包层光纤放大器。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种大功率窄线宽全多模泵浦双包层光纤放大器，可以减少泵浦种类、提高泵浦利用率、实现更紧凑的结构和更低的功耗。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种大功率窄线宽全多模泵浦双包层光纤放大器，包括光输入端、第一光隔离器、第一波分复用器、耦合器、纤芯泵浦单模光纤、第二光隔离器、第二波分复用器、铒镱双包层光纤、940nm泵浦源、合束器、第三波分复用器和光输出端；光输入端经过第一光隔离器与第一波分复用器的信号输入端连接；第一波分复用器的泵浦输入端与耦合器的第一输出端连接；第一波分复用器的输出端依次经过纤芯泵浦单模光纤、第二光隔离器与第二波分复用器的信号输入端连接；第二波分复用器的泵浦输入端与耦合器的第二输出端连接；第二波分复用器的输出端经过铒镱双包层光纤与合束器的信号输入端连接；合束器的泵浦输入端与940nm泵浦源连接；合束器的输出端与第三波分复用器的输入端连接；第三波分复用器的泵浦输出端与耦合器的输入端连接；第三波分复用器的信号输出端与光输出端连接。

本实用新型的信号光从光输入端输入，经过第一光隔离器进入到第一波分复用器，后端产生的1064nm自发辐射光经过耦合器进入到第一波分复用器，第一波分复用器将信号光和1064nm的光输入到纤芯泵浦单模光纤中，进行信号光的预放大；经过预放大的信号光再经过第二光隔离器进入到第二波分复用器，后端产生的1064nm自发辐射光经过耦合器进入到第二波分复用器，第二波分复用器将信号光和1064nm的光输入到铒镱双包层光纤中纤芯传输，信号光得到进一步放大，经过第三波分复用器从光输出端输出；同时，940nm泵浦源输出940nm多模泵浦光，经过合束器把940nm多模泵浦光耦合到铒镱双包层光纤中包层传输，铒镱双包层光纤中镱离子在1064nm附近的自发辐射光经过第三波分复用器传输至耦合器，耦合器把1064nm的光传输至第一波分复用器和第二波分复用器，形成环形腔，供前面所述的1064nm光泵浦使用。