CN100410799C - 高效循环注入包层泵浦光纤放大器 - Google Patents

Abstract

一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，它依次包括输入端隔离器(4)、串接标准单模光纤(10)、双包层光纤(1)、串接标准单模光纤(10)、输出端隔离器(5)，其特征在于：采用由单模单芯准直器、介质滤波片和多模/单模混合双芯准直器三部分构成的多模/单模混合WDM器件(2)，和2×1多模光纤合波器(14)构成光循环注入结构，由于高反射率的滤光片使剩余泵浦光能全部进入环路，大大提高包层泵浦光纤放大器的泵浦效率，并且具有低成本和简单易行的特点。

Description

高效循环注入包层泵浦光纤放大器

技术领域

本发明涉及一种包层泵浦光纤放大器，具体地说，涉及一种采用WDM器件和多模光纤合波器循环泵浦结构的包层泵浦光纤放大器。

背景技术

新近发展的高功率光纤放大器一般采用多模双包层泵浦技术，包层泵浦光纤放大器的主要优点如下：1)与单模纤芯泵浦技术相比，多模包层泵浦技术具有明显的优势，采用多模包层泵浦技术，是将泵浦光输入至横截面数百倍至数千倍于单模光纤的多模双包层光纤之中，因此，同样的输入光密度，多模包层泵浦可以允许数百倍至数千倍于单模泵浦的输入，从而容易实现光纤放大器的大功率或超大功率输出。2)光学结构简单。3)大功率多模泵浦激光器功率大，成本低，寿命长，使泵浦模块整体成本大幅度降低。

然而，包层泵浦方式并不容易实现泵浦的高效，这是由其特殊的泵浦结构决定的，这也直接影响到了包层泵浦光纤放大器的性能的提高，限制了放大器成本的进一步降低。人们通过采用各种特殊的光纤结构来提高掺杂双包层光纤中的泵浦转换效率，这些措施的效果是有限的，尤其是当增益光纤较短时，为了达到足够的泵浦，通常必须采用更大的泵浦激光器，从而造成不必要的浪费和过大的散热问题。最近，有人提出了采用环形结构的包层泵浦光纤激光器件(见图1.1)，其目的是将泵浦剩余光通过增益光纤另一端的第二个光纤耦合器收集后再次注入增益光纤，实现再次利用，提高了泵浦光的利用率。然而，由于单模和多模混合的多模光纤合波器的特殊结构(见图1.2)，其用于输出信号光的光纤的包层中必然会带走部分泵浦光；此外，多模光纤合波器的反向传输光损耗明显高于正向，因此这种方法只能收集部分泵浦剩余光，泵浦剩余光的损失比较大；另一方面，增加一个这样的光纤耦合器无疑增加了制作难度和整体成本，对于光放大器来说实际上是不可取的。

本发明提出了一种循环泵浦结构，采用基于WDM和多模光纤合波的技术，能将全部的泵浦剩余光收集后再次注入到增益光纤中，可大大提高泵浦效率，并且具有简单易行的优点，可有效降低整个高功率光纤放大器的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，通过采用循环泵浦方式，实现包层泵浦高功率光纤放大器的高效泵浦，由于采用了WDM多模泵浦合波技术，使高功率光纤放大器的成本大大降低。

本发明的目的是这样实现的：

一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，它依次包括输入端隔离器4、前端串接标准单模光纤10、前端WDM器件2、双包层光纤1、后端WDM器件2、后端串接标准单模光纤10、输出端隔离器5、大截面的多模光纤9和2×1多模光纤合波器14，其特征在于：

在双包层光纤1前后端分别串接三端口的多模/单模混合WDM器件2；前端的多模/单模混合WDM器件2依次由标准单模单芯准直器8、介质滤波片6和多模/单模混合双芯准直器7三部分构成，后端的多模/单模混合WDM器件2依次由多模/单模混合双芯准直器7、介质滤波片6和标准单模单芯准直器8三部分构成，多模/单模混合双芯准直器7中包含双包层光纤1和大截面的多模光纤9；

双包层光纤1和大截面的多模光纤9的光路通过介质滤波片6反射完成多模光连接，标准单模单芯准直器8中的单模光纤10透过准直透镜和介质滤波片6与双包层光纤1完成单模光学连接；

前端的多模/单模混合双芯准直器7中的大截面的多模光纤9与后端的多模/单模混合双芯准直器7的大截面的多模光纤9，通过2×1多模光纤合波器14连接，2×1多模光纤合波器14的另一输入端连接泵浦激光器输出端。

如上所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：2×1多模光纤合波器14为两输入-单输出的单向结构，2×1多模光纤合波器14的输出端接前端多模/单模混合双芯准直器7的大截面的多模光纤9，完成正向循环泵浦；或者接后端的多模/单模混合双芯准直器7中的大截面的多模光纤9，完成反向循环泵浦。

一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，它依次包括输入端隔离器4、前端串接标准单模光纤10、前端WDM器件3、双包层光纤1、后端WDM器件3、后端串接标准单模光纤10、输出端隔离器5、大截面的多模光纤9和2×1多模光纤合波器14，其特征在于：

在双包层光纤1前后端分别串接三端口的多模/单模混合WDM器件3；前端的多模/单模混合WDM器件3依次由多模单芯准直器17、介质滤波片6和多模/单模混合双芯准直器16三部分构成，后端的多模/单模混合WDM器件3依次由多模/单模混合双芯准直器16、介质滤波片6和多模单芯准直器17三部分构成，多模/单模混合双芯准直器16中包含双包层光纤1和标准单模光纤10；

双包层光纤1和多模/单模混合双芯准直器16中的单模光纤10的光路通过准直透镜和介质滤波片6反射完成单模光学连接，多模单芯准直器17中的大截面的多模光纤9透过准直透镜和介质滤波片6与双包层光纤1完成光学连接；

前端的多模单芯准直器17中的大截面的多模光纤9与后端的多模单芯准直器17中的大截面的多模光纤9，通过2×1多模光纤合波器14连接，2×1多模光纤合波器14的另一输入端连接泵浦激光器输出端。

如上所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：

2×1多模光纤合波器14为两输入-单输出的单向结构，14的输出端接前端多模/单模混合双芯准直器7的大截面的多模光纤9，完成正向循环泵浦；或者接后端的多模/单模混合双芯准直器7中的大截面的多模光纤9，完成反向循环泵浦。

如上所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：2×1多模光纤合波器14为两输入-单输出的单向结构，2×1多模光纤合波器14的输出端接前端的多模单芯准直器17中的大截面的多模光纤9，完成正向循环泵浦；或者接后端的多模单芯准直器17中的大截面的多模光纤9，完成反向循环泵浦。

2×1多模光纤合波器14为单向结构，具有合波低损耗特性，多模光纤技术规格：105/125/250-0.22A。当需要注入到泵浦光环路的泵浦光(泵浦激光和剩余泵浦光)多于两个时，可根据需要采用更多的2×1多模光纤合波器实现多泵浦光的泵浦注入；也可采用N×1多模光纤合波器，且这种多泵注入并不额外增加环路的光损耗。

可以通过改变2×1多模光纤合波器的方向实现正向或反向循环泵浦结构以获得最佳的光纤放大器特性。

如上所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：将两级或多级包层泵浦光纤放大器串联或并联，通过WDM器件的泵浦光注入或分离作用和多模2×1(或N×1)光纤合波器的合波作用在各级间灵活分配泵浦光功率。

本发明的原理是：

光纤放大器光模块由前端多模/单模混合WDM器件2(或3)、稀土掺杂双包层光纤1、后端多模/单模混合WDM 2(或3)、多模光纤9、2×1多模光纤合波器14的一只输入端和输出端构成多模泵浦光环路；泵浦激光器光功率通过多模光纤9和2×1多模光纤合波器14的另一只输入端注入到泵浦光环路中。

器件的运行原理是这样的，泵浦光通过多模光纤9和2×1多模光纤合波器14注入后，通过前端的多模/单模混合WDM 2或3耦合到掺杂双包层光纤1的内包层中，在掺杂双包层光纤1的内包层中传输时，通过与单模掺杂纤芯的作用，被稀土离子吸收，实现粒子数反转，并对信号光进行放大；在掺杂双包层光纤1中未被吸收的泵浦光在后端的WDM 2或3处耦合到多模光纤中，并经过2×1多模光纤合波器14后再次进入第一只WDM器件，实现循环注入。

通过采用三端口WDM器件技术，由高反射率(或高透射率)的滤光片一方面将泵浦光高效注入到增益光纤中，另一方面将剩余泵浦光全部耦合进入环路中，器件插入损耗小，提高了泵浦光的利用率；通过采用结构简单的2×1(或N×1)多模光纤合波器，利用其正向合波损耗小的特性实现低损耗的环路构建和泵浦激光器光功率的环路注入。

本发明具有以下优点和积极效果：

①由于三端口WDM的特殊结构，使得在掺杂增益光纤两端各采用一只三端口WDM就能构成一个封闭的环路(将两个WDM的多模尾纤相连)，形成泵浦光环形行波结构，既避免了泵浦光的浪费，又滤除了可能进入正向或反向信号光路的泵浦光，起到了隔离的效果。这种方法比采用光纤耦合器的环形结构的优点在于，一方面三端口WDM器件结构简单，比单模多模混合结构的光纤耦合器有更低的制作难度和成本；另一方面，由于采用高反射率的滤光片使剩余泵浦光能全部进入环路，剩余泵浦光利用率较高；而采用光纤耦合器时必然有部分泵浦光随信号光一起进入信号通道，且多模光纤耦合器反向传输损耗较大，因而环路损耗比较大。

②由于采用具有合波低损耗特性的2×1多模光纤合波器，使环形行波结构中注入泵浦激光功率时不会引入更大的损耗。

③由于采用循环泵浦结构，使泵浦光在增益光纤中单次传输吸收不充分时，能通过环路再次注入增益光纤，使增益光纤入口处的泵浦光功率可以超过泵浦激光器的输出功率，从而增强吸收，最终在稳态下达到高的吸收率。稳态下总吸收等于泵浦激光器的输出功率减去环路损耗，只要环路损耗足够低，便能实现很高的泵浦吸收率，并且这种循环泵浦结构的泵浦吸收率与增益光纤长度无关，这使光纤放大器的设计更加灵活。

④采用WDM的多模泵浦光注入和导出，降低了高功率包层泵浦光纤放大器中关键器件的制作难度，降低了包层泵浦光纤放大器的成本；

⑤在反射型多模/单模混合WDM器件中采用了带外包层的掺杂双包层尾纤，既解决了泵浦端的回波问题，又保护了掺杂双包层光纤的多模波导结构。

⑥2×1多模光纤合波器的合波方向损耗很小，级联的2×1多模光纤合波器还可用于多个泵浦激光器的同时注入；且2×1多模光纤合波器制作工艺远比(N×1)+1的单模多模混合结构光纤耦合器合波器简单。

附图说明

图1.1-现有的采用光纤耦合器的循环泵浦多模包层泵浦光纤放大器结构。

图1.2-图1.1中多模光纤合波器结构示意图。

图2-本发明实施例1：采用泵浦光反射型WDM器件的循环泵浦高功率放大器光路结构示意图。

图3-图2中反射型泵浦WDM 2的工作原理图。

图4.1-图3中多模/单模混合双芯准直器7光纤截面图。

图4.2-图3中标准单模单芯准直器8光纤截面结构。

图5-本发明实施例2：基于泵浦光透射型WDM器件的循环泵浦高功率放大器光路结构示意图。

图6-图5中透射型泵浦WDM 3的工作原理图。

图7.1-图6中多模/单模混合双芯准直器16光纤截面结构1。

图7.2-图6中多模/单模混合双芯准直器16光纤截面结构2。

图7.3-图6中多模单芯准直器17光纤截面结构。

图8.1-2×1多模光纤合波器原理结构。

图8.2-2×1多模光纤合波器增强合波效率的结构。

图9-循环泵浦工作原理。

图10-本发明实施例3：反向泵浦光路结构示意图。

图11-采用多泵的循环泵浦高功率放大器。

图12.1-采用循环泵浦优化泵浦功率分配的两级串联光放大器1的应用。

图12.2-采用循环泵浦优化泵浦功率分配的两级串联光放大器2的应用。

图12.3-采用循环泵浦优化泵浦功率分配的并联结构宽带光放大器的应用。

其中：

1-掺杂双包层光纤；

1.1-双包层光纤保护层；1.2-双包层光纤外包层；1.3-双包层光纤内包层；1.4-双包层光纤单模波导(或单模纤芯)；

2-反射型泵浦WDM；

3-透射型泵浦WDM；

4-输入端隔离器；

5-输出端隔离器；

6-介质膜滤光片；

7-多模/单模混合双芯准直器；

7.1-双芯光纤插针套管截面；

8-单模单芯准直器；

8.1-单芯光纤插针套管截面；

9-多模光纤；

9.1-多模光纤包层；9.2-多模纤芯；

10-标准单模光纤；

10.1-单模光纤包层；10.2-单模纤芯；

11-泵浦光；

12-信号光；

13-(N×1)+1多模光纤合波器；

14-2×1多模光纤合波器；

15-单模光纤WDM；

16-多模/单模混合双芯准直器；

16.1-双芯光纤插针套管截面；

17-多模单芯准直器；

17.1-单芯光纤插针套管截面。

具体实施方式

本发明的主要设计思想是：

1、将目前包层泵浦光纤放大器中实现泵浦光注入采用的多模/单模光纤合波器(图-1.1中器件13)用三端口的多模/单模混合WDM器件替换，实现通过WDM器件的多模泵浦光注入和剩余泵浦光的分离。循环泵浦结构的包层泵浦光纤放大器光学结构如图-2所示，由掺杂双包层光纤1、多模/单模混合WDM 2(或3)、输入/输出光隔离器4和5、2×1多模光纤合波器14、输入/输出单模光纤10等组成；其中由WDM 2(或3)-掺杂双包层光纤1-2×1多模光纤合波器14-WDM 2(或3)构成多模泵浦光环路；泵浦光通过多模光纤9和2×1多模光纤合波器14注入到泵浦光环路中。

2、三端口的多模/单模混合WDM器件2由多模/单模混合双芯准直器7，标准单模单芯准直器8和介质滤波片6三部分构成。

3、多模/单模混合双芯准直器7的结构充分考虑到了多模泵浦光经准直透镜后反射至掺杂双包层光纤的多模光斑尺寸与光纤截面尺寸的关系，为避免泵浦激光器一端回波，采取适当增加纤芯距离的结构。具体地采用了带外包层(Φ250um)的掺杂双包层光纤和除去外包层的大截面的多模光纤(Φ105/125um)，见图-3和图-4.1。泵浦光经大截面的多模光纤-自聚焦透镜后被介质滤波片反射，再经自聚焦透镜后进入掺杂双包层光纤的内包层，完成注入。

4、在另外一种三端口的多模/单模混合WDM器件3结构(图-6)中，多模/单模混合双芯准直器16中包含掺杂双包层光纤和单模光纤，多模/单模混合双芯准直器中的掺杂双包层光纤可保留外包层和保护层，也可只保留至内包层，但需用外包层介质填充空隙，见图-7.3；多模单芯准直器17中包含大截面的多模光纤，泵浦光从多模单芯准直器17中的多模光纤中经自聚焦透镜-介质滤波片-自聚焦透镜后进入掺杂双包层光纤的内包层，完成注入。采用这一WDM器件结构的包层泵浦光纤放大器采用图-5的光路结构。

5、进入掺杂双包层光纤的泵浦光在传输过程中与纤芯的掺杂离子作用，被部分吸收，在双包层光纤的另一端，剩余的泵浦光经另一只WDM器件耦合到多模光纤中，此多模光纤与泵浦激光器输出的多模光纤一起通过2×1多模光纤合波器14后与前面的WDM器件的多模输入光纤连接，完成环路和泵浦光的注入，见图-2、5、10、11。

6、考虑到泵浦光功率较大的原因，WDM器件设计成导热高效的封装结构并采用导热良好的材料。

7、2×1多模光纤合波器14具有单向合波低损耗的特性。2×1多模光纤合波器为两输入-单输出的单向结构，具有合波低损耗特性，多模光纤技术规格：105/125/250-0.22A。当需要注入到泵浦光环路的泵浦光(泵浦激光和剩余泵浦光)多于两个时，可根据需要采用更多的2×1多模光纤合波器实现多泵浦光的泵浦注入；也可采用N×1多模光纤合波器，这种多泵注入并不额外增加环路的光损耗。

下面结合附图和实施例进一步说明。

图-1.1是一种新近公布的包层泵浦光纤激光器的结构，在这种结构中，泵浦光经过多模光纤合波器13后进入掺杂双包层光纤1，在1中传输时被单模波导中的掺杂离子吸收，到达1的另一端经另一只多模光纤合波器13后将剩余多模泵浦光收集到各多模光纤中，然后这些泵浦光再经第一只多模光纤合波器13进入增益光纤，完成循环利用。这一结构有两方面的问题，一是过于复杂，器件成本很高，尤其当放大器需要采用多级结构泵浦光分配时，器件规模和成本都难以接受；另一方面，由于单模和多模混合的多模光纤合波器的特殊结构(图1.2)，用于输出信号光的光纤的包层中必然携带部分泵浦光，此外，多模光纤合波器13的反向传输光损耗明显高于正向，因此这种方法只能收集部分泵浦剩余光。

本发明实施例1的结构如图-2，在双包层增益光纤1的两端用了两只WDM器件2，通过一只WDM器件2将泵浦光注入到光纤1中，在光纤1的另一端经另一只WDM器件2的多模光纤将未有效泵浦吸收的多余的泵浦光收集下来，并通过一个2×1多模光纤合波器14将多余的泵浦光与泵浦激光器输出的光合波，达到再次利用的效果。

WDM器件2的结构和工作原理见图-3，多模/单模混合WDM器件采用了一个含有大截面的多模光纤9和掺杂双包层光纤1的多模/单模混合双芯准直器7，并通过WDM介质滤光片6将来自大截面的多模光纤9的泵浦光11反射到掺杂双包层光纤1的包层中，实现泵浦光的注入，掺杂双包层光纤的数值孔径不小于大截面的多模光纤的数值孔径(多模光纤通常为0.22)以保证足够高的耦合效率；WDM介质滤光片对信号光为高透过状态，掺杂双包层光纤单模纤芯中的信号光12通过双芯准直器-介质滤光片-单模单芯光纤准直器结构到输出(或输入)单模光纤。图-4.1和图-4.2为WDM器件2中双芯(图-4.1)和单芯(图-4.2)准直器的截面结构。

图-5为实施例2：一种采用泵浦光透射结构WDM器件的循环泵浦高功率放大器的结构方案。

基于信号光高反/泵浦透过介质膜滤光片的WDM器件3的工作原理如图-6所示，此结构多模/单模混合WDM器件为单模反射，多模透射型结构，准直器截面结构如图-7.1，其中由于没有反射结构的泵浦光回波问题，其双芯准直器可采用更小的纤芯距离(图-7.2)。这一结构的优点在于，可以在注入泵浦光的单芯准直器中采用特殊的有利于多模光功率耦合的自聚焦透镜，以提高泵浦光的耦合效率。

2×1多模光纤合波器14的结构见图-8.1，其合波损耗很小，这是多模合波器显著不同于单模合波器的特点，为达到低损耗，在制作2×1多模光纤合波器时，可适当加大单纤端的截面尺寸，如图-8.2。

其中的多模/单模混合WDM器件采用了一个单模光纤-掺杂双包层光纤双芯准直器，通过WDM介质滤光片6将来自单模光纤的信号光12反射到掺杂双包层光纤1的纤芯1.4中；WDM介质滤光片6对泵浦光完全透过，来自大截面的多模光纤9的泵浦光11通过WDM介质滤光片6后，入射到掺杂双包层光纤1的包层中，掺杂双包层光纤1的数值孔径不小于大截面的多模光纤9的数值孔径(通常为0.22)。

图-9为在本发明的循环泵浦条件下的功率转换分析。假设泵浦激光器输出的光功率是P₀，在光纤1中泵浦光的吸收率是η，环路损耗为δ·P₀，在达到稳态条件下，由第二个WDM分波后进入环路的泵浦光为Δ·P₀，则稳态条件下注入到掺杂双包层光纤1中的泵浦光功率应等于被吸收的功率与进入环路的剩余泵浦光功率之和：

P₀+Δ·P₀-δ·P₀＝(P₀+Δ·P₀-δ·P₀)·η+Δ·P₀

因此有：(P₀+Δ·P₀-δ·P₀)·η＝P₀-δ·P₀(i)

若忽略环路损耗，(P₀+Δ·P₀)·η＝P₀(ii)

(ii)式结果说明当忽略环路损耗时，稳态下吸收的功率等于全部的泵浦激光输出功率，即达至100％的吸收；(i)式结果说明考虑环路损耗时则转换的部分要扣除环路损耗，只要环路损耗足够小，仍然可以得到较高的转换率，例如环路损耗1dB时，转换率还可达到80％以上；即使环路损耗3dB，也能达到50％吸收。重要的是，这种循环泵浦方式使泵浦光单次行波的吸收几率η变得不重要，这一方面降低了对于掺杂光纤的工艺要求，同时也使泵浦光吸收率与光纤长度无关，增加了光纤放大器的设计灵活性。

图-10为实施例3：一种反向循环泵浦高功率放大器的结构方案。

图-11为一种采用双泵的循环泵浦高功率放大器的结构方案，通过增加-个2×1多模光纤合波器14来实现第二个泵浦激光器的加入，因第二个2×1多模光纤合波器在环路外，因此并不会增加环路的损耗；按此方法还可以将泵的数量增加到多个以满足各种要求。

图12.1和图12.2为采用WDM器件优化循环泵浦功率分配的两级串联光放大器的应用；图12.3为采用WDM器件优化循环泵浦功率分配的并联结构宽带光放大器的应用。

Claims (5)

1. 一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，它依次包括输入端隔离器(4)、前端串接标准单模光纤(10)、前端WDM器件(2)、双包层光纤(1)、后端WDM器件(2)、后端串接标准单模光纤(10)、输出端隔离器(5)、大截面的多模光纤(9)和2×1多模光纤合波器(14)，其特征在于：

在双包层光纤(1)前后端分别串接三端口的多模/单模混合WDM器件(2)；前端的多模/单模混合WDM器件(2)依次由标准单模单芯准直器(8)、介质滤波片(6)和多模/单模混合双芯准直器(7)三部分构成，后端的多模/单模混合WDM器件(2)依次由多模/单模混合双芯准直器(7)、介质滤波片(6)和标准单模单芯准直器(8)三部分构成，多模/单模混合双芯准直器(7)中包含双包层光纤(1)和大截面的多模光纤(9)；

双包层光纤(1)和大截面的多模光纤(9)通过准直透镜和介质滤波片(6)反射完成多模光连接，标准单模单芯准直器(8)中的单模光纤(10)透过准直透镜和介质滤波片(6)与双包层光纤(1)完成单模光学连接；

前端的多模/单模混合双芯准直器(7)中的大截面的多模光纤(9)与后端的多模/单模混合双芯准直器(7)的大截面的多模光纤(9)，通过2×1多模光纤合波器(14)连接，2×1多模光纤合波器(14)的另一输入端连接泵浦激光器输出端。

2. 一种高效循环注入包层泵浦光纤放大器，它依次包括输入端隔离器(4)、前端串接标准单模光纤(10)、前端WDM器件(3)、双包层光纤(1)、后端WDM器件(3)、后端串接标准单模光纤(10)、输出端隔离器(5)、大截面的多模光纤(9)和2×1多模光纤合波器(14)，其特征在于：

在双包层光纤(1)前后端分别串接三端口的多模/单模混合WDM器件(3)；前端的多模/单模混合WDM器件(3)依次由多模单芯准直器(17)、介质滤波片(6)和多模/单模混合双芯准直器(16)三部分构成；后端的多模/单模混合WDM器件(3)依次由多模/单模混合双芯准直器(16)、介质滤波片(6)和多模单芯准直器(17)三部分构成；多模/单模混合双芯准直器(16)中包含双包层光纤(1)和标准单模光纤(10)，多模单芯准直器(17)中包含多模光纤(9)；

双包层光纤(1)和多模/单模混合双芯准直器(16)中的单模光纤(10)通过准直透镜和介质滤波片(6)反射完成单模光学连接，多模单芯准直器(17)中的大截面的多模光纤(9)透过准直透镜和介质滤波片(6)与双包层光纤(1)完成多模光学连接；

前端的多模单芯准直器(17)中的大截面的多模光纤(9)与后端的多模单芯准直器(17)中的大截面的多模光纤(9)，通过2×1多模光纤合波器(14)连接，2×1多模光纤合波器(14)的另一输入端连接泵浦激光器输出端。

3. 如权利要求1所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：

2×1多模光纤合波器(14)为两输入-单输出的单向结构，2×1多模光纤合波器(14)的输出端接前端多模/单模混合双芯准直器(7)的大截面的多模光纤(9)，完成正向循环泵浦；或者接后端的多模/单模混合双芯准直器(7)中的大截面的多模光纤(9)，完成反向循环泵浦。

4. 如权利要求2所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：

2×1多模光纤合波器(14)为两输入-单输出的单向结构，2×1多模光纤合波器(14)的输出端接前端的多模单芯准直器(17)中的大截面的多模光纤(9)，完成正向循环泵浦；或者接后端的多模单芯准直器(17)中的大截面的多模光纤(9)，完成反向循环泵浦。

5. 如权利要求1或2或3或4所述的高效循环注入包层泵浦光纤放大器，其特征在于：将两级或多级包层泵浦光纤放大器串联或并联，通过WDM器件的泵浦光注入或分离作用，以及多模2×1或N×1光纤合波器的合波作用在各级间灵活分配泵浦光功率。

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