[发明专利]一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源

说明书

本发明公开了一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源。该光源中第一掺杂光纤单元提供光谱带宽为第一波段的光，分光耦合器与第一掺杂光纤单元连接，将第一波段的光分成两路，一路输入第一光纤放大器单元，输出光功率放大后的第一波段的光，另一路依次经过第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元和第三光纤放大器单元，输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光，光功率放大后的第一波段的光及第二波段的光输入合光耦合器，输出光谱带宽为第三波段的光。该第三波段既包括2000纳米以下，如铥ASE荧光谱线范围为1850‑2050纳米，又包括2000纳米以上，如钬ASE荧光谱线范围为1950‑2150纳米，能弥补了现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及光纤超荧光光源领域，尤其涉及一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源。

背景技术

基于掺杂光纤的宽带超荧光光源，也称放大自发辐射光源(AmplifiedSpontaneous Emission，ASE)，其结构紧凑、易集成、环境稳定性高、荧光谱线宽等优点，已被广泛应用于光纤传感、光纤陀螺及低相干光学成像等领域。同时，超荧光光源与激光光源相比，具有无自脉冲、无驰豫振荡、无竞争模式和极高的时间稳定性等优点。因此，高功率光纤超荧光光源被认为是一种宽光谱、高稳定性的新型高亮度光纤光源。2微米附近波段ASE宽带光源在雷达、气体传感、光器件测试、生物成像等领域有着重要的应用。目前2微米波段的宽带光源多为亮度较低的卤钨灯，或者为输出功率较低的2微米发光二极管(LightEmitting Diode，LED)，其输出功率多为毫瓦量级。因此，全光纤化结构2微米波段ASE意义非凡。

对于2微米波段光纤ASE的研究，采用的增益光纤或为掺铥光纤，或为掺钬光纤。掺铥增益光纤的中心波长均限制在了2000纳米以下，而钬掺杂的增益光纤，其荧光谱线长波方向可以达到2150纳米以上，恰好弥补掺铥光纤在2微米波段的不足。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源，可以解决现有技术中缺少光谱带宽既包括2000纳米以下，又包括2000纳米以上的光源。

为实现上述目的，本发明提供一种高功率宽带全光纤化中红外超荧光光源，其特征在于，所述光源包括：

第一掺杂光纤单元、分光耦合器、第一光纤放大器单元、第二光纤放大器单元、第二掺杂光纤单元、第三光纤放大器单元和合光耦合器；

所述第一掺杂光纤单元用于提供光谱带宽为第一波段的光；

所述分光耦合器与所述第一掺杂光纤单元连接，用于将所述第一波段的光按照预设分光比分成两路，一路输入所述第一光纤放大器单元，输出光功率放大后的第一波段的光，且另一路依次经过所述第二光纤放大器单元、所述第二掺杂光纤单元和所述第三光纤放大器单元，输出光功率放大后的光谱带宽为第二波段的光；

所述光功率放大后的第一波段的光及所述第二波段的光输入所述合光耦合器；

所述合光耦合器用于将所述光功率放大后的第一波段的光与第二波段的光进行合光耦合，输出光谱带宽为第三波段的光，所述第三波段包含所述第一波段及所述第二波段，所述第一波段的中心波长小于2000纳米，所述第二波段的中心波长大于2000纳米。

进一步的，所述第一光纤放大器单元包括若干个依次连接的第一放大子单元，所述第二光纤放大器单元包括若干个依次连接的第二放大子单元，所述第三放大器单元包括若干个依次连接的第三放大子单元。

进一步的，其特征在于，所述第一掺杂光纤单元包括第一泵浦源、全反镜、第一合束器、第一掺杂光纤和第一隔离器；

所述第一泵浦源输出的光和所述全反镜反射的光经过所述第一合束器汇聚成一路光，依次经过所述第一掺杂光纤和所述第一隔离器，输出所述第一波段的光。