CN106961065A - 掺杂光纤放大器以及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种掺杂光纤放大器以及工作方法，其包括：输入信号光的种子源、与该种子源连接的第一隔离器、与该第一隔离器连接的耦合器、与该耦合器连接的泵浦激光器和掺杂光纤、与该掺杂光纤连接的第二隔离器、与该第二隔离器连接的分光器、与该分光器连接的连接头；其中，所述连接头输出所述种子源的信号光。本发明通过掺稀土元素的光纤在泵浦激光器的作用下实现1550纳米信号光放大，1550纳米激光的重复频率可以达到兆赫兹，而且该激光具有较高的水吸收系数，当该波段激光辐射人眼时，对人眼的损伤阈值较高，因而该波段激光具有人眼安全特性，光源采用标准的可插拔式光模块封装形式，在自动驾驶和3D扫描等领域具备广阔的应用前景。

Description

掺杂光纤放大器以及工作方法
技术领域
本发明属于可插拔式激光雷达光源，尤其涉及一种掺杂光纤放大器以及工作方法。
背景技术
激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。目前大部分激光雷达光源采用波长905nm的半导体激光器，但其频率低、人眼安全阈值低，扫描时光源采用非同步的工作方式。的掺铒光纤放大器(EDFA)为设计采用前向980nm与背向1480nm双向泵浦的单级掺铒光纤放大器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过掺稀土元素的光纤在泵浦激光器的作用下实现1550纳米信号光放大的掺杂光纤放大器以及工作方法。
本发明提供一种掺杂光纤放大器，其包括：输入信号光的种子源、与该种子源连接的第一隔离器、与该第一隔离器连接的耦合器、与该耦合器连接的泵浦激光器和掺杂光纤、与该掺杂光纤连接的第二隔离器、与该第二隔离器连接的分光器、与该分光器连接的连接头；其中，所述连接头输出所述种子源的信号光。
优选地，所述分光器设有主路信号光纤和分路信号光纤，所述分光器的主路信号光纤均与所述第二隔离器和连接头熔接。
优选地，还包括与所述分光路的分路信号光纤的探测器。
优选地，所述探测器为光电二极管。
优选地，所述种子源采用波长为1550纳米的激光器。
优选地，所述耦合器为波分器。
优选地，所述掺杂光纤为掺稀光纤。
优选地，所述掺杂光纤放大器设置在可插拔式光模块壳体内。
本发明提供一种掺杂光纤放大器的工作方法，包括如下步骤：
第一步：种子源发出信号光至第一隔离器；
第二步：信号光经第一隔离器、并使信号光单向传输至耦合器；
第三步：泵浦激光器提供能量至耦合器；
第四步：耦合器把输入信号光和泵浦激光器提供的能量耦合进入掺杂光纤内；
第五步：掺杂光纤把信号光和能量输入至第二隔离器、并经第二隔离器单向传输至分光器；
第六步：分光器经探测器保证输出光功率的同时、输出信号光至连接头。
本发明通过掺稀土元素的光纤在泵浦激光器的作用下实现1550纳米信号光放大，1550纳米激光的重复频率可以达到兆赫兹，而且该激光具有较高的水吸收系数，当该波段激光辐射人眼时，对人眼的损伤阈值较高，因而该波段激光具有人眼安全特性，光源采用标准的可插拔式光模块封装形式，在自动驾驶和3D扫描等领域具备广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明掺杂光纤放大器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明掺杂光纤放大器，其包括：输入信号光的种子源10、与该种子源10连接的第一隔离器20、与该第一隔离器20连接的耦合器30、与该耦合器30连接的泵浦激光器40和掺杂光纤50、与该掺杂光纤50连接的第二隔离器60、与该第二隔离器60连接的分光器70、与该分光器70连接的探测器80和连接头90。
耦合器30为波分器，耦合器30的作用是把输入信号和泵浦光耦合进掺杂光纤50中，通过掺杂光纤50把泵浦光的能量转移到输入光信号中，实现输入光信号的放大。
掺杂光纤50为掺稀光纤50，稀离子经过激活，可以在光传输损耗较低的1550nm工作窗口中放大光信号。
其中，种子源10为波长为1550纳米的激光器；种子源10的尾纤(光纤)与第一隔离器20的尾纤(光纤)熔接；第一隔离器20的尾纤(光纤)与耦合器30的尾纤(信号光纤)熔接；泵浦激光器40的尾纤(光纤)与耦合器30的尾纤(泵浦光纤)熔接；掺杂光纤50与第二隔离器60的尾纤(光纤)熔接。
分光器70设有主路信号光纤和分路信号光纤，第二隔离器60的尾纤(光纤)与分光器70的尾纤(主路信号光纤)熔接；分光器70的尾纤(分路信号光纤)与探测器80的尾纤(光纤)熔接；分光器70的尾纤(主路信号光纤)与输出端连接头90(光纤)熔接。
探测器80可保证整个掺杂光纤放大器工作在预设的输出光功率和输出光功率范围内，探测器80为光电二极管。
本发明掺杂光纤放大器的工作方法，包括如下步骤：
第一步：种子源10发出信号光至第一隔离器20；
第二步：信号光经第一隔离器20、并使信号光单向传输至耦合器30；
第三步：泵浦激光器40提供能量至耦合器30；
第四步：耦合器30把输入信号光和泵浦激光器40提供的能量耦合进入掺杂光纤50内；
第五步：掺杂光纤50把信号光和能量输入至第二隔离器60、并经第二隔离器60单向传输至分光器70；
第六步：分光器70经探测器保证输出光功率的同时、输出信号光至连接头。
本发明通过掺稀土元素的光纤50在泵浦激光器40的作用下实现1550纳米信号光放大，1550纳米激光的重复频率可以达到兆赫兹，而且该激光具有较高的水吸收系数，当该波段激光辐射人眼时，对人眼的损伤阈值较高，因而该波段激光具有人眼安全特性，光源采用标准的可插拔式光模块封装形式，在自动驾驶和3D扫描等领域具备广阔的应用前景。
激光雷达光源的光学器件和电子器件封装在标准的可插拔式光模块壳体中(例如SFP,SFP+,XFP,CFP,CFP2等)，通过金手指，使用标准的MSA协议进行通讯和模块控制。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种掺杂光纤放大器，其特征在于，其包括：输入信号光的种子源、与该种子源连接的第一隔离器、与该第一隔离器连接的耦合器、与该耦合器连接的泵浦激光器和掺杂光纤、与该掺杂光纤连接的第二隔离器、与该第二隔离器连接的分光器、与该分光器连接的连接头；其中，所述连接头输出所述种子源的信号光。
2.根据权利要求1所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述分光器设有主路信号光纤和分路信号光纤，所述分光器的主路信号光纤均与所述第二隔离器和连接头熔接。
3.根据权利要求2所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：还包括与所述分光路的分路信号光纤的探测器。
4.根据权利要求3所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述探测器为光电二极管。
5.根据权利要求1所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述种子源采用波长为1550纳米的激光器。
6.根据权利要求1所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述耦合器为波分器。
7.根据权利要求1所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述掺杂光纤为掺稀光纤。
8.根据权利要求1所述的掺杂光纤放大器，其特征在于：所述掺杂光纤放大器设置在可插拔式光模块壳体内。
9.根据权利要求1-8任一所述掺杂光纤放大器的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：种子源发出信号光至第一隔离器；
第二步：信号光经第一隔离器、并使信号光单向传输至耦合器；
第三步：泵浦激光器提供能量至耦合器；
第四步：耦合器把输入信号光和泵浦激光器提供的能量耦合进入掺杂光纤内；
第五步：掺杂光纤把信号光和能量输入至第二隔离器、并经第二隔离器单向传输至分光器；
第六步：分光器经探测器保证输出光功率的同时、输出信号光至连接头。
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