CN103033884B - 一种泵浦集成光器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵浦集成光器件，包括有从左到右设置于内封玻璃管内部的第一双芯玻璃插针、第一准直光透镜、增益平坦滤光片组件、第二准直光透镜、第二双芯玻璃插针以及设置在内封玻璃管外侧的金属外封管；隔离器芯件位于增益平坦滤光片组件的前端或者后端，所述第一准直光透镜、第二准直光透镜上设置有透射信号光和反射泵浦光的滤波膜；所述第一双芯玻璃插针包括第一光纤和第二光纤、第一双芯毛细管、第一玻璃管；所述第二双芯玻璃插针包括第三光纤和第四光纤、第二双芯毛细管、第二玻璃管，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤为经过光纤扩束处理后的光纤；本发明结构集波分复用器、隔离器、增益平坦滤波器的多种功能。

Description

一种泵浦集成光器件

技术领域

本发明涉及一种光学器件，特别是涉及一种双泵浦集成光器件，该器件同时具备波分复用器、隔离器、增益平坦滤波器的作用，本发明属于通讯领域。

背景技术

随着承载业务容量的不断增长， 40G波分系统的部署迫在眉睫，   40Gbit/sWDM系统中的光信号在长距离传输中，为了确保光信号的完整性，每个ITU-T信道的光信号都需要放大，从而每个ITU-T信道都需要一台小型光纤放大器。为了优化小型光纤放大器的内部布局，减小产品的空间尺寸，小型光纤放大器的体积需要进一步减小到超小型阵列光纤放大器。现有光纤放大器部分光路由第一个波分复用器1，增益平坦滤波器，隔离器,第二个波分复用器 四个分离光器件拼接而成，如图1中的虚线框所示，存在以下三个方面的缺陷1、四个分离光器件所占光纤放大器的空间较大；2、拼接光路时，四个分离光器件焊点较多，焊点累加损耗比较大，从而影响光纤放大器的噪声指数；3、光路拼接过程中，采用四个分离光器件，生产效率不高。因此现有技术的光纤放大器体积比较大，不能满足实际应用的要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种集波分复用器、增益平坦滤波器、隔离器功能于一体的泵浦集成光器件。

本发明所采用的技术方案是：

一种泵浦集成光器件，包括有从左到右设置于内封玻璃管内部的第一双芯玻璃插针、第一准直光透镜、增益平坦滤光片组件、第二准直光透镜、第二双芯玻璃插针以及设置在内封玻璃管外侧的金属外封管；隔离器芯件位于增益平坦滤光片组件的前端或者后端；所述第一准直光透镜、第二准直光透镜上设置有透射信号光和反射泵浦光的滤波膜；所述第一双芯玻璃插针包括有由内向外依次设置的第一光纤和第二光纤、第一双芯毛细管、第一玻璃管、第一金属尾套；所述第二双芯玻璃插针包括有由内向外依次设置的第三光纤和第四光纤、第二双芯毛细管、第二玻璃管、第二金属尾套，所述第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤为经过光纤扩束处理后的光纤。

所述的第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤是数值孔径为0.16的980光纤。

所述的第一光纤、第二光纤、第三光纤、第四光纤的光纤模场直径为9-12微米左右。

所述第二光纤的端面和第四光纤端面分别设置有透射泵浦光和反射信号光的滤波膜，所述第一光纤端面和第三光纤端面分别设置有增透膜。

所述的隔离器芯件由两个双折射楔角片，一个法拉第旋转片，一个PMD补偿片，一个磁环组成。

所述增益平坦滤光片组件由GFF滤光片和镜架组成，其GFF滤光片设置于镜架上。

所述第一光纤和第三光纤之间的光信号方向性大于60dB，所述第一光纤到第二光纤的反射隔离度大于75dB，所述第三光纤到第四光纤的反射隔离度大于75dB。

本发明的泵浦集成光器件具有如下优点：

1. 本发明的泵浦集成器件的封装尺寸小；

2. 本发明的泵浦集成光器件集波分复用器、隔离器、增益平坦滤波器的几种功能；

3. 现有技术中，光纤放大器光路采用由两个波分复用器，隔离器,增益平坦滤波器四个分离器件拼接，而采用本发明的泵浦集成器件，在拼接过程可以减少三个焊点，不仅节省了生产时间，而且可以降低光纤放大器噪声指数。

附图说明

图 1采用现有技术的光纤放大器光路结构图；

图 2是采用泵浦集成光器件技术的光纤放大器光路结构图；

图 3是本发明第一个实施例的泵浦集成光器件的整体结构图；

图 4 是本发明第一双芯玻璃插针结构图；

图5 是本发明第二双芯玻璃插针结构图；

图 6是本发明增益平坦滤光片组件结构图；

图7是本发明第二实施例的泵浦集成光器件的整体结构图；

其中

1：第一双芯玻璃插针；                     2：第一准直光透镜；

3：增益平坦滤光片组件；                   4：隔离器芯件 ；

5：第二准直光透镜；                     6：第二双芯玻璃插针；                    

7：内封玻璃管；                         8：金属外封管；

1-1：第一光纤；                         1-2：第二光纤； 

1-3：第一双芯毛细管；                   1-4：第一玻璃管；

1-5：第一金属尾管；                     6-1: 第三光纤； 

6-2：第四光纤；                         6-3：第二双芯毛细管；                       

6-4：第二玻璃管；                       6-5：第二金属尾管；

3-1：GFF滤光片；                       3-2：镜架；

具体实施方式

下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本发明的泵浦集成光器件是如何实现的。

如图3所示，本发明的泵浦集成光器件，包括第一双芯玻璃插针1、第一准直光透镜2、增益平坦滤光片组件3、隔离器芯件4、 第二准直光透镜5、第二双芯玻璃插针6，并由左到右依次设置于内封玻璃管7内部；以及内封玻璃管7外侧设置有金属外封管8。所述的第一准直光透镜2、第二准直光透镜5上设置有有其作用是透射信号光、反射泵浦光的滤波膜。所述的第一双芯玻璃插针1如图4所示，包括第一光纤1-1、第二光纤1-2、第一双芯毛细管1-3、第一玻璃管1-4、第一金属尾套1-5由内向外依次组成。所述的第二双芯玻璃插针6如图5所示，包括第三光纤6-1、第四光纤6-2、第二双芯毛细管6-3、第二玻璃管6-4、第二金属尾套6-5由内向外依次设置组成。所述的第一双芯玻璃插针1的第二光纤1-2端面设置有透射泵浦光、反射信号光的滤波膜，第一光纤1-1端面设置有增透膜。所述的第二双芯玻璃插针6的第四光纤6-2端面设置有其作用是透射泵浦光、反射信号光的滤波膜，第三光纤6-1端面设置有增透膜。第一光纤1-1、第二光纤1-2、第三光纤6-1、第四光纤6-2采用980光纤，980光纤的数值孔径为0.16，并且第一光纤1-1、第二光纤1-2、第三光纤6-1、第四光纤6-2全部经过光纤扩束机的光纤扩束处理，光纤扩束处理后的光纤模场直径为9微米-12微米。 

本发明采用的隔离器芯件4由两个双折射楔角片，一个法拉第旋转片，一个PMD补偿片，一个磁环组成。隔离器芯件4其作用可使光信号只能正向传播而对反向传输的光信号产生很大的衰减。

增益平坦滤光片组件3的结构如图6所示，增益平坦滤光片组件3由GFF滤光片3-1和镜架3-2组成，所述GFF滤光片3-1设置于镜架3-2上。

通过对第一光纤1-1、第二光纤1-2、第三光纤6-1、第四光纤6-2的镀膜处理，可以使所述第一光纤1-1和第三光纤6-1之间的光信号方向性大于60dB，所述第一光纤1-1到第二光纤1-2的反射隔离度大于75dB，所述第三光纤6-1到第四光纤6-2的反射隔离度大于75dB。

本发明还有第二实施例，第二实施例与第一实施例的区别在于：如图7所示，第二实施例是有从左至右依次设置有于内封玻璃管7内部的第一双芯玻璃插针1、第一准直光透镜2、隔离器芯件4、增益平坦滤光片组件3、第二准直光透镜5 、第二双芯玻璃插针6以及设置在内封玻璃管7外侧的金属外封管8。第一实施例中光信号先经过增益平坦滤光片组件，信号光的增益信号经过增益平坦滤光片组件进行滤波平坦后，进入隔离器芯件4，而第二实施例中光信号先经过隔离器芯件后，再进入增益平坦滤光片组件。

综合第一实施例、第二实施例，本发明的泵浦集成光器件包括有由左到右设置于内封玻璃管7内部的第一双芯玻璃插针1、第一准直光透镜2、增益平坦滤光片组件3、第二准直光透镜5 、第二双芯玻璃插针6以及设置在内封玻璃管7外侧的金属外封管8；隔离器芯件4位于增益平坦滤光片组件3的前端或者后端。

对本发明第一实施例的泵浦集成光器件的工作过程进行具体说明：信号光从第一光纤1-1输入，进入第一准直光透镜2，信号光经过第一准直光透镜2的准直和其上设置的滤波膜的分波作用后，从第一准直光透镜的滤波膜透射的某一波段的信号光进入增益平坦滤光片组件3，信号光的增益信号经过增益平坦滤光片组件进行滤波平坦后，进入隔离器芯件4。 从第一准直光透镜的滤波膜反射的另一波段的泵浦光信号则进入第二光纤1-2输出。滤波平坦后的信号光沿隔离器芯件3正向传输进入第二准直光透镜5，经过第二准直光透镜5准直后，进入第三光纤6-1输出。泵浦光信号从第四光纤6-2输入，进入第二准直器光透镜5，经过第二准直光透镜5的准直和其上设置的滤波膜的分波作用后，进入第三光纤6-1输出。

现有技术中光纤放大器光路采用由第一波分复用器，隔离器,增益平坦滤波器，第二波分复用器四个分离器件拼接。本发明的泵浦集成光器件在光纤放大器的应用，如图2所示，采用本发明的泵浦集成器件，在拼接过程可以减少三个焊点，不仅节省了生产时间，而且可以降低光纤放大器噪声指数。

本发明的第一个实施例结构来说明泵浦集成光器件的制作过程具体如下：第一双芯玻璃插针1与第一准直光透镜2进行反射调试，形成反射组件A。第二双芯玻璃插针6与第二准直光透镜5进行反射调试，形成反射组件B。隔离器芯件4居中粘接在内封玻璃管6内，形成组件C。反射组件A与反射组件B进行耦合调试，接着把增益平坦滤光片组件4套在反射组件A的第一准直光透镜2上，转动增益平坦滤光片组件3，直至测试曲线与目标曲线之间的误差满足要求。把增益平坦滤光片组件3粘接在反射组件A的第一准直光透镜2上，形成组件D。将组件D与反射组件B进行透射调试，再把组件C套在组件D与反射组件B之间再次进行耦合调试并粘接，形成泵浦集成器件芯件。最后把泵浦集成器件芯件封装在金属外封管8内做成本发明所涉及的泵浦集成光器件。

虽然本发明已经详细地示出并描述了相关的特定的实施例参考，但本领域的技术人员应该能够理解，在不背离本发明的精神和范围内可以在形式上和细节上作出各种改变。这些改变都将落入本发明的权利要求所要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种泵浦集成光器件，其特征在于：包括有由左到右设置于内封玻璃管（7）内部的第一双芯玻璃插针(1)、第一准直光透镜(2)、增益平坦滤光片组件（3）、第二准直光透镜(5) 、第二双芯玻璃插针(6)以及设置在内封玻璃管（7）外侧的金属外封管（8）；隔离器芯件（4）位于增益平坦滤光片组件（3）的前端或者后端，所述第一准直光透镜（2）、第二准直光透镜(5)上设置有透射信号光和反射泵浦光的滤波膜；所述第一双芯玻璃插针（1）包括有由内向外依次设置的第一光纤（1-1）和第二光纤（1-2）、第一双芯毛细管（1-3）、第一玻璃管（1-4）、第一金属尾套（1-5）；所述第二双芯玻璃插针（6）包括有由内向外依次设置的第三光纤（6-1）和第四光纤（6-2）、第二双芯毛细管（6-3）、第二玻璃管（6-4）、第二金属尾套（6-5），所述第一光纤（1-1）、第二光纤（1-2）、第三光纤（6-1）、第四光纤（6-2）为经过光纤扩束处理后的光纤，所述的第一光纤（1-1）、第二光纤（1-2）、第三光纤（6-1）、第四光纤（6-2）是数值孔径为0.16、光纤模场直径为9-12微米的980光纤。

2.如权利要求1所述的一种泵浦集成光器件，其特征在于：所述第二光纤（1-2）的端面和第四光纤（6-2）端面分别设置有透射泵浦光和反射信号光的滤波膜，所述第一光纤（1-1）端面和第三光纤（6-1）端面分别设置有增透膜。

3.如权利要求1所述的一种泵浦集成光器件，其特征在于：所述的隔离器芯件（4）由两个双折射楔角片，一个法拉第旋转片，一个PMD补偿片，一个磁环组成。

4.如权利要求1所述的一种泵浦集成光器件，其特征在于：所述增益平坦滤光片组件（3）由GFF滤光片（3-1）和镜架（3-2）组成，其GFF滤光片（3-1）设置于镜架(3-2)上。

5.如权利要求1或2所述的一种泵浦集成光器件，其特征在于：所述第一光纤（1-1）和第三光纤（6-1）之间的光信号方向性大于60dB，所述第一光纤（1-1）到第二光纤（1-2）的反射隔离度大于75dB，所述第三光纤（6-1）到第四光纤（6-2）的反射隔离度大于75dB。