全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器

摘要

全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器，属于光纤放大器技术领域，本发明放大器依次由信号光源、第一光隔离器、第一耦合器、波分复用器、980nm单模泵浦源、掺铒光纤、第二光隔离器、泵浦耦合器、975nm多模泵浦源、铒镱共掺双包层光纤、三端口第一环形器、光纤环形镜、三端口第二环形器、第一光纤光栅、三端口第三环形器、第二光纤光栅、第一衰减器、第二衰减器和第二耦合器组成。本发明采用级联放大+光纤环形镜+双激光控制的结构方案，利用光纤环形镜并结合两根光纤光栅实现增益平坦和增益控制功能，最终得到具有高输出功率、兼具增益控制和增益平坦特性的光纤放大器。

主权项

一种全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器，其特征在于：依次由信号光源（1）、第一光隔离器（4）、第一耦合器（6）、波分复用器（8）、980nm单模泵浦源（2）、掺铒光纤（10）、第二光隔离器（5）、泵浦耦合器（9）、975nm多模泵浦源（3）、铒镱共掺双包层光纤（11）、三端口第一环形器（12）、光纤环形镜（15）、三端口第二环形器（13）、第一光纤光栅（16）、三端口第三环形器（14）、第二光纤光栅（17）、第一衰减器（18）、第二衰减器（19）和第二耦合器（7）组成；其中，三端口第二环形器（13）、第一光纤光栅（16）、第一衰减器（18），三端口第三环形器（14）、第二光纤光栅（17）、第二衰减器（19），分别和第二耦合器（7）、第一耦合器（6）、波分复用器（8）、掺铒光纤（10）、第二光隔离器（5）、泵浦耦合器（9）、铒镱共掺双包层光纤（11）、三端口第一环形器（12）、光纤环形镜（15）形成两个独立的第一激光环形腔和第二激光环形腔，并通过调节第一衰减器（18）和第二衰减器（19）的衰减值，得到不同的第一激光环形腔和第二激光环形腔的损耗值；信号光源（1）产生的信号光依次经过第一光隔离器（4）和第一耦合器（6）后到达波分复用器（8），980nm单模泵浦源（2）输出的泵浦光直接进入波分复用器（8），波分复用器（8）将输入的信号光与泵浦光耦合输出到掺铒光纤（10）的纤芯中，在掺铒光纤（10）中信号光被进行预放大；经过掺铒光纤（10）的信号光再通过第二光隔离器（5）到达泵浦耦合器（9），975nm多模泵浦源（3）输出的光直接进入泵浦耦合器（9），泵浦耦合器（9）将输入的信号光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤（11）的纤芯中传输，将输入的泵浦光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤（11）的包层中传输；信号光在铒镱共掺双包层光纤（11）得到进一步的放大，放大后的信号光通过三端口第一环形器（12）进入光纤环形镜（15）；通过光纤环形镜（15）的信号光分成反射光和透射光两部分，其中，透射光部分由①端进入三端口第二环形器（13），经由其②端口输入到第二光纤光栅（16），第二光纤光栅（16）的透射光由①端进入三端口第三环形器（14），并由三端口第三环形器（14）的②端口输入到第二光纤光栅（17）；第一光纤光栅（16）的第一反射光（161）由三端口第二环形器（13）的②端口进入到三端口第二环形器（13）中，由三端口第二环形器13的③端口输出到第一衰减器（18）中，第二光纤光栅（17）的第二反射光（171）由三端口第三环形器（14）的②端口进入到三端口第三环形器（14）中，由三端口第三环形器（14）的③端口输出到第二衰减器（19）中；第一反射光（161）和第二反射光（171）衰减后到达第二耦合器（7），经过耦合后，第一反射光（161）和第二反射光（171）进入第一耦合器（6），与信号光一起输入到波分复用器（8）中，当第一反射光（161）和第二反射光（171）通过激光环形腔中的掺铒光纤（10）和铒镱共掺双包层光纤（11）获得的增益等于其通过各自激光环形腔造成的损耗时，第一反射光（161）和第二反射光（171）分别在第一激光环形腔和第二激光环形腔中形成稳定的激光振荡，参与信号光的放大；这样，信号光经光纤环形镜（15）后的反射光部分即为增益谱平坦且具有增益钳制特性的放大光，放大光由②端进入三端口第一环形器（12），并由其③端口输出。