[发明专利]具有1060nm信号抑制和防护功能的双包层铒－镱光纤放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双包层铒-镱光纤放大器，特别是涉及一种通过单模光纤WDM器件将铒-镱光纤中产生的1060nm信号卸载，起到了将1060nm信号与其它部分隔离的作用，具有与单模光纤体系兼容，制作工艺简单，光路稳定性好，增强了大功率双包层铒-镱光纤放大器稳定性和安全性的具有1060nm信号抑制和防护功能的双包层铒-镱光纤放大器。

背景技术

1060nm自发辐射源于镱离子的激发态跃迁，是铒-镱光纤放大器中一种固有的现象，与单纯的掺镱光纤放大器或激光器不同的是，由于有铒离子的存在，镱离子的激发态主要通过转移的方式将能量释放，在铒离子反转水平不高的情况下，1060nm自发辐射通常是可忽略或不重要的。然而，随着铒-镱光纤放大器的泵浦功率增加，更多的镱离子会被激发，由于在铒-镱光纤中镱离子的浓度高于铒离子浓度，因此在一定情况下会出现镱-铒能量转移受限的现象，这一现象将导致更多的1060nm自发辐射出现，并形成1060nm自发辐射放大(ASE)信号甚至激射，使铒-镱光纤放大器出现不稳定甚至毁坏。因此，对可能出现的1060nmASE应采取有效的抑制和防护措施，通过合理的设计确保铒-镱光纤中铒离子反转水平在安全范围固然是必须的，而通过光学硬件及控制软件保护通常也是十分有效的办法。

1060nm信号源于镱离子的自发辐射，在铒-镱共掺双包层增益光纤中产生的1060nm信号有两部分：一部分是在纤芯中传导的芯区导波，由平行于光纤轴向的自发辐射传导-吸收-放大而成，占主要部分；另外，由于双包层光纤内包层的存在，还会有少量其它方向激发的1060nm信号被内包层波导约束成为内包层导波，因此1060nm信号的卸载必须将芯区导波和内包层导波全部分离才能达到好的效果。

在增益光纤两端通过采用滤光片卸载1060nm信号是一种有效的方法，然而采用体光学器件的方法在大功率情况下会增加更多的不可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种对铒-镱光纤放大器中1060nm信号放大或激射的抑制和防护方法，增强大功率双包层铒-镱光纤放大器的稳定性和安全性。通过光学的方法将铒-镱光纤中产生的1060nm信号卸载，起到了将1060nm信号与其它部分隔离的作用，具有与单模光纤体系兼容，制作工艺简单，稳定性好的具有1060nm信号抑制和防护功能的双包层铒-镱光纤放大器。

本发明所采用的技术方案是：一种具有1060nm信号抑制和防护功能的双包层铒-镱光纤放大器，包括有铒-镱共掺双包层增益光纤，合波器，多模泵浦激光器，第一、第二光隔离器，总控制器，还设置有第一、第二单模光纤波分复用器，其中，铒-镱共掺双包层增益光纤的一端连接合波器，合波器的一个或多个输出连接多模泵浦激光器，多模泵浦激光器由总控制器控制；铒-镱共掺双包层增益光纤的另一端以及合波器的一个输出端分别对应连接第一、第二单模光纤波分复用器的一端，而且，在铒-镱共掺双包层增益光纤以及合波器与对应的第一、第二单模光纤WDM之间的单模光纤上分别盘绕有第一、第二单模光纤环；两单模光纤波分复用器中的1550nm分波信号端分别对应连接第一、第二光隔离器，两单模光纤波分复用器中的1060nm分波信号端分别形成卸载输出端。

所述的两单模光纤波分复用器中的1060nm分波信号输出端采用斜面光纤端面。

所述的两单模光纤波分复用器中的1060nm分波信号输出端还可以连接第一、第二光电探测器，光电探测器输出与总控制器相连。

所述的单模光纤波分复用器是熔锥拉制的WDM器件，其1550nm分波信号的波段范围为1500～1600nm，1060nm分波信号的波段范围为1000～1100nm，波分复用器的隔离度高于20dB。

所述的铒-镱共掺双包层增益光纤、合波器与相对应连接的单模光纤波分复用器是通过光纤熔接方式相连，所述的第一、第二单模光纤环是分别在两个熔接点与两个单模光纤波分复用器之间盘绕而成。

所述的第一、第二单模光纤环的直径小于15cm。

所述的合波器采用光纤合波器。

所述的合波器采用微光学器件结构的合波器。

所述的微光学器件结构的合波器是由在两个自聚焦透镜中间加有介质膜滤波片所构成，其中，一个自聚焦透镜远离介质膜滤波片的一侧分别连接铒-镱共掺双包层增益光纤和在单模光纤波分复用器一侧盘绕的第二单模光纤环，另一个自聚焦透镜远离介质膜滤波片的一侧连接多模泵浦激光器。