[發(fā)明專(zhuān)利]有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010561017.6
• 申請(qǐng)日: 2010-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102478741A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫曉東;寧提綱;王春燦;裴麗;李晶;周倩;鄭晶晶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G02F1/39
• 分類(lèi)號(hào): G02F1/39;G02B6/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大有效模場(chǎng)單模放大器，特別是一種通過(guò)外曝光法改變石英棒折射率分布而實(shí)現(xiàn)大功率放大的單模放大器結(jié)構(gòu)，適用于光纖通信以及其它光信號(hào)放大領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光纖放大器問(wèn)世以來(lái)，以其優(yōu)異的信號(hào)放大以及光路的透明性得到了廣泛的認(rèn)同，隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖放大器的放大倍數(shù)越來(lái)越大，高倍率光纖放大器在光纖通信、國(guó)防和傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用日益引起人們的重視，其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域使得人們對(duì)光纖放大器的投入越來(lái)越大。雖然在一些實(shí)驗(yàn)中光纖放大器的高放大倍率已經(jīng)有了一定的成果，但是能夠輸出單模大功率的光纖放大器還有一定的限制。首先一個(gè)原因是光纖放大器腔內(nèi)單位體積內(nèi)能夠承受的功率是有限制的，超過(guò)承受的功率閥值輸出的激光功率難以繼續(xù)增長(zhǎng)，從而難以得到高的放大倍率的信號(hào)放大，另外一個(gè)是非線性效應(yīng)的作用，兩種因素都會(huì)使輸出的放大后的信號(hào)光的光束質(zhì)量急劇惡化。而如果要得到單模且光束質(zhì)量較好的光纖放大器，功率提高使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，光束質(zhì)量控制困難，效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有的光纖放大器單模和高放大倍率不能兼得的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積放大器，該放大器包括：有源石英棒、泵浦源。有源石英棒結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為曝光區(qū)域、有源石英棒芯和外包層。曝光區(qū)域、有源石英棒芯和外包層三者的折射率遞減，曝光區(qū)域位于有源石英棒的中心，采用端面或側(cè)面泵浦的方式。

所述的有源石英棒芯的半徑為0.5毫米至500毫米，外包層的厚度62.5微米至10毫米，曝光區(qū)域的半徑為2.5微米至10微米。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果：

由于本發(fā)明采用半徑為0.5毫米至500毫米的大橫截面積的有源石英棒做增益腔主體結(jié)構(gòu)，增大了諧振腔的截面積，從而減小了棒內(nèi)的最大單位體積功率，降低了損耗，在同等總輸出功率的情況下，更不容易產(chǎn)生非線性效應(yīng)，因而可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)較大的光放大倍率。由于曝光區(qū)域的設(shè)定，使整個(gè)有源石英棒在曝光區(qū)域的作用下輸出單模放大后的信號(hào)光。真正實(shí)現(xiàn)了光束質(zhì)量和放大倍率的雙增長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1為有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器，采用右端泵浦，右端輸入待放大的信號(hào)光，左端輸出放大后的信號(hào)光的主視圖。

圖2為有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器的左視圖。

圖3為有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器，側(cè)面泵浦，右端輸入待放大的信號(hào)光，左端輸出放大后的信號(hào)光的主視圖。

圖4為有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器，側(cè)面和右端面共同泵浦，右端輸入待放大的信號(hào)光，左端輸出放大后的信號(hào)光的主視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施方式一，一種有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器，如圖1、2，該放大器包括：有源石英棒、泵浦源4。有源石英棒的結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為曝光區(qū)域1、有源石英棒芯2和外包層3。曝光區(qū)域1位于有源石英棒的中心，曝光區(qū)域1、有源石英棒芯2和外包層3，三者的折射率遞減。

信號(hào)光源將待放大的信號(hào)光從右端輸入，采用泵浦源4進(jìn)行右端面泵浦。

曝光區(qū)域1的折射率為1.459，曝光區(qū)域1的半徑為2.5微米。

有源石英棒芯2的折射率為1.455，有源石英棒芯2的半徑為5毫米。外包層3的折射率為1.452，外包層3的厚度為62.5微米。

實(shí)施方式二，一種有源石英棒內(nèi)帶有曝光區(qū)域的大有效模場(chǎng)面積單模放大器，如圖3，該放大器包括：有源石英棒、泵浦源4。有源石英棒的結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為曝光區(qū)域1、有源石英棒芯2和外包層3。曝光區(qū)域1位于有源石英棒的中心，曝光區(qū)域1、有源石英棒芯2和外包層3，三者的折射率遞減。

信號(hào)光源將待放大的信號(hào)光從右端輸入，采用泵浦源4進(jìn)行側(cè)面泵浦。

曝光區(qū)域1的折射率為1.457，曝光區(qū)域1的半徑為5微米。

有源石英棒芯2的折射率為1.454，有源石英棒芯2的半徑為50毫米。外包層3的折射率為1.451，外包層3的厚度為5毫米。