[发明专利]多路放大的光纤阵列放大器

权利要求书

1、一种多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于包括双包层二维阵列光纤(6)、多模半导体激光器(9)、二色镜(7)、耦合透镜(8)、n个光纤环行器(4)、n个光纤隔离器(10)和石英光纤阵列(5)，各部件的结构关系是：各路输入光信号经各光纤环行器(4)的端口一(1)输入、端口二(2)输出，并经石英光纤阵列(5)耦合进双包层二维阵列光纤(6)中的各对应掺杂纤芯，多模半导体激光器(9)发出的泵浦光由耦合透镜(8)聚焦并经由二色镜(7)耦合到另一端双包层二维阵列光纤(6)的内包层，多模泵浦光的持续包层泵浦，使输入的光信号得到了一次放大；放大的信号光传输到二色镜(7)端面处，被原路反射回去，反射回的各光信号再一次在双包层二维阵列光纤(6)的各阵列纤芯中得到放大，并经由石英光纤阵列(5)耦合输出到各光纤环行器(4)的端口二(2)，由各光纤环行器(4)端口二(2)输入并从端口三(3)输出，经由光纤隔离器(10)隔离，最终，各路放大了的光信号从各个光纤隔离器(10)的输出端输出，实现光信号的n路同时放大；所述n为自然数，且n≥2。

2、如权利要求1所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述双包层二维阵列光纤(6)的阵列纤芯成分为磷酸盐玻璃，其组成为：70P₂O₅-8Al₂O₃-15BaO-4La₂O₃-3Nd₂O₃，所述阵列纤芯掺杂高浓度的发光离子，所述发光离子为镧系离子、过渡金属离子中一种或多种的组合体。

3、如权利要求2所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述阵列纤芯的发光离子掺杂浓度大于1×10¹⁹ions/cm³。

4、如权利要求3所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述发光离子在双包层二维阵列光纤(6)的各阵列纤芯中是均匀掺杂的，且各纤芯呈二维阵列形排布。

5、如权利要求4所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述二维纤芯阵列形状是圆形、三角形、矩形、D型、六边形、十字星形、三角星形或六角星形。

6、如权利要求5所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于每条阵列纤芯直径小于10μm，纤芯折射率为N₁，光纤内、外包层的折射率分布为N₂和N₃，且满足关系：N₁>N₂>N₃，在纤芯与内包层以及内包层与外包层的界面上的折射率阶跃变化，光纤内、外包层的横截面形状是圆形、矩形或D型。

7、如权利要求1～6任一项所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述多模半导体激光器(9)的输出是直接输出或经光纤耦合输出。

8、如权利要求1～6任一项所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述二色镜(7)为在腔镜表面镀上的薄膜或为直接在研磨抛光后的双包层二维阵列光纤(6)端面的镀上的薄膜，该薄膜对信号波长是高反射率的，且反射率大于90％，该薄膜对泵浦波长是高透射率的，且透射率大于90％。

9、如权利要求1～6任一项所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述的耦合透镜(8)是单个透镜或透镜组。

10、如权利要求1～6任一项所述的多路放大的光纤阵列放大器，其特征在于所述石英光纤阵列(5)是根据光纤阵列放大器中双包层二维阵列光纤(6)中纤芯阵列形状来组合排布各普通单模石英光纤中的纤芯形状，并使各石英光纤纤芯能与双包层二维阵列光纤(6)中各纤芯实现一对一方式的连接耦合；石英光纤阵列(5)中各光纤包层之间的空隙用环氧树脂或玻璃材料作为填充层；石英光纤阵列(5)和双包层二维阵列光纤(6)之间的耦合通过研磨抛光各自阵列光纤端面后直接对接实现或使用透镜或透镜组实现。