[发明专利]使用光学部件块的低成本放大器

权利要求书

1．一种光学放大器，包括：

第一光波导，用于提供待放大的信号，此波导的平均模场直径为d₁；

第二光波导，与第一波导光学耦合，用于接收已经被放大了的光信号，第二光波导的模场直径为d₂，这里d₁和d₂显著小于d₃；

一种透光的放大介质，用于引导模场直径至少为d₃的光束，所述透光放大介质被放置以便使之从第一光波导接收光并把放大了的光送至第二光波导；

与透光放大介质光学耦合的泵，向放大介质提供泵浦能量。

2．按照权利要求1的光放大器，其中的透光放大介质是用稀土元素掺杂的玻璃块。

3．按照权利要求2的光放大器，其中玻璃块的大小，要能传播模场直径至少为100μm的光束，此玻璃块在其一个端面上有一滤波器，让泵浦光束通过但基本上阻止待放大的光信号在其上通过，还有一个滤波器在其另一个端面上，让待放大的信号通过但基本上阻止泵浦光束在其上通过。

4．按照权利要求3的光放大器，其中邻近泵的一个滤波器，在泵浦能量的中心波长上有一通带，而其中另一个邻近第一与第二光波导的滤波器，在对应于待放大信号波长的波长上有一通带。

5．按照权利要求4的光放大器，还包括一透镜，放在两个波导和其通带与待放大信号波长对应的滤波器之间，此透镜向玻璃块提供具有扩展模场的准直光并向第二波导提供聚焦光束。

6．按照权利要求3的光放大器，其中的透光介质包括一镀层，以增进在介质内的全内反射。

7．按照权利要求3的光放大器，其中的玻璃块带有保持或改变玻璃块温度的装置。

8．按照权利要求2的光放大器，其中的玻璃块具有光焦度。

9．按照权利要求8的光放大器，其中的玻璃块有渐变的折射率，形成一透镜。

10．按照权利要求3的光放大器，还包括在玻璃块一个端面上形成的一种光学部件，此光学部件至少选自下面之一：衍射部件、透镜、和滤波器。

11．按照权利要求5的光放大器，还包括适当放置的光纤，把光送至带有阻止泵浦光束从其上通过的滤波器的玻璃块的端面，并从此端面接收放大了的光。

12．按照权利要求11的光放大器，其中的光纤是保偏光纤。

13．按照权利要求11的光放大器，其中用于把模场直径显著扩展的透镜，是一种GRIN透镜，且其中的输入光纤和输出光纤两者都装在套筒内，此放大器还包括一透光隔离片部件，放在套筒与GRIN透镜之间。

14．按照权利要求13的光放大器，还包括放在泵浦源与泵浦介质之间的一个透镜，把来自泵浦源的泵浦光基本上准直。

15．一种光学放大器，包括：

光波导，用于传送待放大光信号，此光波导有一用于发送光信号的输出端；

基本准直透镜，与光波导的输出端光学耦合，用于接收光信号并提供基本上准直的待放大的光束，该基本上准直的光束比光波导传送的光信号有显著较大的模场直径；

一透光材料块，大小要能传送待放大的基本上准直的光束，透光材料块由掺稀土元素的增益介质构成，该块被放置以接收基本上准直的光束；和

高功率泵，被放置以便把光能送至透光材料块；以及一个输出光波导，被放置以便在光信号已经被透光材料块放大之后，与聚焦的光信号耦合。

16．一种放大光信号的方法，包括步骤：

从光纤发送携带光信号的光束；

显著增加光束的模场直径，并把光束送至放大介质；

把与光信号波长不同的光能泵浦进放大介质，并从放大介质接收放大了的光信号；和

减小放大了的信号的模场直径，并把放大了的信号耦合至输出光纤。