[發(fā)明專利]長距離弱耦合的光纖耦合器及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310005594.0
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103913804A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周勝;李豐;談根林
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇天元激光科技有限公司;丹陽聚辰光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 王新春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光纖耦合器，尤其涉及長距離弱耦合型的光纖耦合器。

背景技術(shù)

我們知道，光纖激光器在近年來得到了迅速的發(fā)展。其類型包括光纖脈沖激光器、光纖大功率連續(xù)激光器和光纖大功率準(zhǔn)連續(xù)激光器。這些光纖激光器都需要將泵浦激光耦合到用于光放大的有源光纖的內(nèi)包層中去。

目前將泵浦激光耦合進有源光纖內(nèi)包層的方法是使用光纖合束器，這種合束器分為?N?x?1?和?N?+1?x?1?兩種類型的。前者將N束泵浦光耦合進有源光纖的內(nèi)包層；后者在將N束泵浦光耦合進有源光纖的內(nèi)包層的同時，保持中央纖芯的信號光傳輸不變。在實際的使用中，效果是明顯偏離理想情況的，這些不理想的情況包括：1?信號光并非完全不受影響，而會在合束器的位置產(chǎn)生了一個的光信號不連續(xù)點。該點會產(chǎn)生散射、反射和模式串?dāng)_。2?泵浦光在進入有源光纖內(nèi)包層后，和信號光發(fā)生了交叉串?dāng)_，在經(jīng)過反射點后，信號光的反射光會進入泵浦光的光路，從而進入泵浦半導(dǎo)體激光器內(nèi)部，由此會引起泵浦激光器工作不穩(wěn)定、損傷、或燒毀。這對于光纖激光器和光纖放大器的工作是極為不利的。3?光纖合束器在光束合束點、分叉連接處的光功率密度較高，熱量聚集，長期工作容易引起發(fā)熱，由此引起波導(dǎo)的導(dǎo)波情況發(fā)生改變從而降低甚至破壞光纖合束器的工作性能。4?光纖合束器的正向光路和反向光路是不對稱的，這就需要用兩種不同的光纖合束器分別進行正向泵浦和反向泵浦。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提出了一種長距離弱耦合的光纖耦合器。其結(jié)構(gòu)是采用兩根平行等間距排列的光纖，公用一個共同的聚合物外包層，兩根光纖之間發(fā)生弱耦合，形成耦合區(qū)，來解決光纖激光器和放大器中泵浦光的耦合問題。不需要使用光纖合束器進行有源光纖的泵浦光耦合，以克服光纖合束器固有的技術(shù)弱點。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：長距離弱耦合的光纖耦合器，包括兩根光纖、一個耦合區(qū)和四個端頭，兩根光纖平行等間距排列，公用一個共同的外包層，兩根光纖在外包層內(nèi)發(fā)生弱耦合，形成耦合區(qū)，?四個端頭在外包層的外面，其特征在于：所述的耦合區(qū)的長度在2?-20米之間，橫向間距為100-500微米。

???所述的外包層是由涂覆低折射率聚合物構(gòu)成的。

???所述的一根光纖是帶有纖芯和內(nèi)包層的有源光纖，其纖芯中均勻摻有稀土元素。

???所述的另一根光纖是無內(nèi)包層的多模無摻雜光纖。

?

?一種長距離弱耦合的光纖耦合器在光纖激光器中的應(yīng)用，是由二個光纖光柵、光纖耦合器、光纖合束器、半導(dǎo)體泵浦激光器、光纖端面反射鏡、隔離器和準(zhǔn)直器組成，六個獨立的半導(dǎo)體泵浦激光器通過一個6?x?1?光纖合束器合為一束，進入光纖耦合器的第二根光纖的端口，第一根光纖在耦合部分的兩側(cè)刻有光纖光柵作為光反射器，它們構(gòu)成了所需波長的激光諧振腔；光纖端面反射鏡將殘留的泵浦光重新反射回到光纖的耦合區(qū)間，再次使纖芯吸收而得到增益，泵浦激光經(jīng)過光纖耦合器的端口、隔離器和準(zhǔn)直器輸出。

一種長距離弱耦合的光纖耦合器在光纖激光器中的應(yīng)用，是由光纖耦合器、光纖合束器、半導(dǎo)體泵浦激光器，光纖端面反射鏡、激光輸出隔離器和準(zhǔn)直器，半導(dǎo)體種子激光器、脈沖驅(qū)動電源和光纖前置放大器組成，前置放大的輸出端包含雙包層光纖的包層光功率剝離器，脈沖驅(qū)動源對半導(dǎo)體種子激光器進行驅(qū)動，半導(dǎo)體種子激光器發(fā)出的脈沖激光信號，先經(jīng)過前置光放大器放大，再經(jīng)過光纖耦合器的第一個光纖的端口進入耦合區(qū)進一步放大后，通過隔離器和準(zhǔn)直器輸出。