[發明專利]單頻光纖放大器受激布里淵散射閾值提高的雙溫室裝置

無效

• 申請號: 201110104939.9
• 申請日: 2011-04-26
• 公開（公告）號: CN102208750A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 胡旭東;寧提綱;裴麗;李晶;溫曉東;鄭晶晶;馮素春;王春燦;邴亮
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高功率單頻光纖放大器受激布里淵散射閾值提高的雙溫室裝置，屬于高功率窄線寬光纖激光器、窄線寬光纖放大器領域。

背景技術

受激布里淵散射是一種在光纖內發生的非線性過程，其所需要的入射功率遠低于受激拉曼散射所需要的入射功率。一旦達到布里淵散射閾值，受激布里淵散射將把絕大部分輸入功率轉換為反向斯托克斯波[GovindP.Agrawal，Nonlinear?Fiber?Optics，Third?Edition，San?Diego，CA：Academic]。顯然，受激布里淵散射限制了光纖所能傳輸的最大功率。另外，受激布里淵散射如果不能得到完全抑制，將導致泵浦功率的隨機變化，從而引起相應的信號噪聲，降低了信號的質量。

目前，提高光纖中的受激布里淵散射閾值主要有以下幾種：

1)制作光纖，使光纖中殘留應力以抑制光纖中的受激布里淵散射。Jane?Bilecky?Clayton等人在美國專利US005851259A中在制作摻鎘光纖時，通過調制光纖中拉制時所受的應力來抑制傳輸光纖中的受激布里淵散射。Alan?Frank?Evans等人在美國專利US006542683B1在制作光纖時，通過交替變更含磷和氟摻雜物的玻璃層實現纖芯具有非均勻粘度和CTE分布，從而使得光纖中剩余、永久、非均勻應力；在拉制光纖時，受到光纖拉絲張力以及光纖離開熔爐后經歷大溫度梯度和快速冷卻，從而增強了非均勻應力提供的受激布里淵抑制效應。這種方法主要適合非摻稀土的單模傳輸光纖。

2)改變光纖中的聲波頻率隨著光纖長度的變化而變化，實現展寬布里淵增益帶寬。

改變光纖中的聲波頻率可通過改變芯層半徑隨光纖長度變化[K.Shiraki，M.Ohashi，and?M.Tateda，”Suppression?of?stimulated?Brillouin?scattering?ina?fibre?by?changing?the?core?radius，”Electron.Lett.vol.31，no.8，pp.668-669，April.1995]或改變芯層摻雜濃度隨光纖長度變化[K.Tsujikawa，K.Nakajima，Y.Miyajima，andM.Ohashi，”New?SBS?suppression?fiber?with?uniform?chromatic?dispersion?to?enhance?four-wave?mixing，”IEEE?photon.Technol.Lett.，vol.10，no.8，pp.1139-1141，Aug.1998]實現。顯然，這兩種方法都涉及對光纖結構的重新設計，因此，無法靈活調節光纖中的聲波頻率，以提高光纖中的受激布里淵散射閾值。

改變光纖中的聲波頻率還可通過改變溫度隨光纖長度變化實現。Y.Imai等人在文獻[”Dependence?of?stimulated?Brillouin?scattering?on?temperature?distribution?in?polarization-maintaining?fibers，”IEEE?Photon.Technol.Lett.，vol.5，no.11，pp.1335-1337，Nov.1993]中通過增大光纖盤中不同點光纖溫度差，實現提高光纖受激布里淵散射閾值的目的。這種方法，無法對光纖施加力的作用，而且主要適合非摻稀土的單模傳輸光纖。

改變光纖中的聲波頻率還可通過改變壓力分布隨光纖長度變化實現。JoshuaE.Rothenberg等人在文獻[”Suppression?of?Stimulated?Brillouin?Scattering?inSingle-Frequency?Multi-Kilowatt?Fiber?Amplifiers”，Proc.of?SPIEVol.6873，68730O，(2008)]及美國專利US?2007/0019918與國際專利WO2007/055754中將光纖嵌入到圓形或橢圓形的轉盤里，使光纖與彈性轉盤的慣性軸存在偏移，對彈性轉盤施加壓力，使光纖受到與慣性軸偏移位置成正比的拉伸力或壓縮力。Joshua?E.Rothenberg等人還指出可將光纖嵌入到橢圓梁中，利用扭轉，來對橢圓梁施加壓縮力，實現同樣的效果。這種方法需要將光纖嵌入到彈性轉盤或橢圓梁中，而且光纖表面不能受到與橫截面平行方向的任何壓力，實現工藝要求高，而且一旦光纖嵌入后，將不能再次使用，增加了使用成本。