[发明专利]光纤放大器

说明书

本发明提出了一种光纤放大器，包括：泵浦源、泵浦合束器、增益光纤和光纤隔离器，其中，增益光纤的纤芯上设有倾斜光栅，用于将增益光纤内产生的自发辐射光反射至增益光纤的包层。根据本发明的光纤放大器，通过在增益光纤纤芯上刻写倾斜光栅，可以使光纤放大器中增益光纤纤芯中传输的放大自发辐射有效反射到包层中，实现对放大自发辐射的滤除效果。而且，无需增加光纤滤波器等专门用于滤除放大自发辐射的光纤器件，简单紧凑，易于实现小型化；同时由于有效降低了输出的放大自发辐射光功率，可提高单级光纤放大器的增益和信噪比，实现高增益放大。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种光纤放大器。

背景技术

获得高增益是光纤放大器输出性能的重要目标。但是，在高功率泵浦条件下，放大器增益迅速提高的同时，放大自发辐射(ASE)也会迅速积累以致达到饱和。在激光产生过程中，处于上能级的粒子自发的向下能级跃迁，产生自发辐射。在激光放大过程中，自发辐射也沿着增益光纤被放大，形成ASE。处于光纤数值孔径内的ASE均可沿光纤低损耗传输，形成大量正反向传输的宽带ASE；在多级光纤放大器中，ASE会被逐级放大，消耗大量的上能级粒子数，导致待放大的种子光对能量的提取效率降低，严重影响光纤放大器的效率。

目前抑制ASE的常见方法多通过降低单级光纤放大器的增益，采用多级放大级结构；同时在光纤放大器中加入光纤滤波器等器件来滤除ASE的方法。但是这都会加大光纤放大器结构的复杂程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设法抑制光纤放大器中的放大自发辐射，提升放大器增益。本发明提出了一种光纤放大器。

根据本发明实施例的光纤放大器，包括：

泵浦源，用于发射泵浦光；

泵浦合束器，所述泵浦合束器的泵浦臂尾纤与所述泵浦源连接，用于接收泵浦光；所述泵浦合束器的信号臂尾纤与前级种子光输出尾纤连接，用于接收待放大的信号光。；

增益光纤，所述增益光纤的一端与所述泵浦合束器的输出端尾纤连接，所述泵浦合束器将接收到的所述泵浦光和待放大的所述信号光耦合进所述增益光纤以进行放大，得到放大激光；

光纤隔离器，与所述增益光纤的另一端连接，用于隔离沿光路反向传输的回光，避免回光返回光路将器件损坏，同时输出所述放大激光；

其中，所述增益光纤的纤芯上设有倾斜光栅，用于将所述增益光纤内产生的放大自发辐射光反射至所述增益光纤的包层。

根据本发明实施例的光纤放大器，通过在增益光纤纤芯上刻写倾斜光栅，可以使光纤放大器中增益光纤纤芯中传输的放大自发辐射光有效反射到包层中，实现对放大自发辐射光的滤除效果。本发明提出的光纤放大器无需增加光纤滤波器等专门用于滤除放大自发辐射光的光纤器件，简单紧凑，易于实现小型化；同时由于有效滤除了输出的放大自发辐射光光功率，可提高单级光纤放大器的增益和信噪比，实现高增益放大。

根据本发明的一些实施例，所述倾斜光栅为两组，分别为第一倾斜光栅组和第二倾斜光栅组，所述第一倾斜光栅组位于所述增益光纤的靠近所述泵浦合束器的位置设置，所述第二倾斜光栅组位于所述增益光纤的靠近所述光纤隔离器的位置设置。

在本发明的一些实施例中，所述第一倾斜光栅组和所述第二倾斜光栅组的栅线的倾斜方向不同。

根据本发明的一些实施例，定义所述倾斜光栅的栅线与所述纤芯的径向之间的夹角为所述栅线的倾斜角，规定所述倾斜光栅的栅线沿所述纤芯的径向顺时针方向转动产生的所述倾斜角为正，反之逆时针方向转动产生的所述倾斜角为负。所述第一倾斜光栅组的栅线的所述倾斜角的角度范围为-6°至-12°，所述第二倾斜光栅组的栅线的所述倾斜角的角度范围为6°至12°。