CN107482430A - 一种平坦型c‑band大功率ASE光源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平坦型c‑band大功率ASE光源，包括至少一个多模泵浦激光器、合束器、铒镱双包层光纤、增益平坦滤波器和反射镜；多模泵浦激光器与合束器的泵浦端连接；合束器的信号端依次与增益平坦滤波器、反射镜连接；合束器的输出端与铒镱双包层光纤的输入端连接；铒镱双包层光纤的输出端输出ASE光。本发明的ASE光源可以提高输出功率，改善温度特性，实现在c‑band内的平坦输出。

Description

一种平坦型c-band大功率ASE光源
技术领域
本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种平坦型c-band大功率ASE光源。
背景技术
ASE(放大自发辐射)光源主要包括增益介质光纤和泵浦激光器，增益介质光纤通常掺杂有稀土离子，如铒离子、镱离子、钕离子等，在泵浦光作用下，稀土离子由低能级的基态跃迁到高能级的激发态，处于高能级的激发态的离子是不稳定的，在没有任何外界影响下，它们会自发地、独立地从高能级返回到低能级，同时释放能量转变为辐射光，即产生自发辐射，自发辐射的波长由高低能级差决定。
c-band是指输出波长范围为1525～1565nm的波段。掺铒光纤在泵浦光(通常为980nm和1480nm的泵浦光)的激励下，会在1520～1615nm的范围内有很强的放大自发辐射，目前常规的c-band ASE光源采用纤芯泵浦的掺铒光纤作为增益介质，但是存在输出功率低(最大仅为几百mW)、光谱的平坦度较差、泵浦-信号转换效率低、全温度范围内波长稳定差的问题。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种平坦型c-band大功率ASE光源，可以提高输出功率，改善温度特性，实现在c-band内的平坦输出。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种平坦型c-band大功率ASE光源，包括至少一个多模泵浦激光器、合束器、铒镱双包层光纤、增益平坦滤波器和反射镜；多模泵浦激光器与合束器的泵浦端连接；合束器的信号端依次与增益平坦滤波器、反射镜连接；合束器的输出端与铒镱双包层光纤的输入端连接；铒镱双包层光纤的输出端输出ASE光。
本发明采用多模泵浦激光器作为泵浦源，输出的泵浦光经过合束器耦合至铒镱双包层光纤中，铒镱双包层光纤吸收泵浦光后辐射1060nm及1550nm附近的ASE光，该ASE光分为前向和后向，前向的ASE光经过合束器输入到增益平坦滤波器，对1060nm附近的光进行滤波，滤波后的光输入到反射镜，经过反射镜反射后再次输入到增益平坦滤波器进行再次滤波，获得的1550nm光作为信号光经过合束器输入到铒镱双包层光纤中，经放大后输出。
相对于现有技术，本发明使用铒镱双包层光纤作为ASE光源的增益光纤，采用多模泵浦激光器进行泵浦，泵浦方式为包层泵浦，泵浦效率更高，可提高ASE光源的输出功率；且采用多模泵浦激光器不需要制冷，受环境温度影响小，可改善ASE光源的温度特性；此外，通过在反射镜和合束器之间加入增益平坦滤波器，可改善光谱平坦度，并实现输出ASE光的波长范围可调谐。
进一步，所述ASE光源还包括光隔离器，所述光隔离器的输入端与铒镱双包层光纤的输出端连接，所述光隔离器的输出端输出ASE光。
进一步，所述光隔离器的工作波长为1550nm，最大承载光功率≥5W。
进一步，所述ASE光源还包括波分复用器，所述波分复用器的输入端连接光隔离器的输出端，所述波分复用器的输出端输出ASE光。
进一步，所述波分复用器的另一输出端连接有黑体。
进一步，所述波分复用器为1060/1550波分复用器。
进一步，所述多模泵浦激光器为940nm多模泵浦激光器。
进一步，所述合束器为(2+1)×1合束器，最大承载光功率≥5W。
进一步，所述增益平坦滤波器可调谐，其透射带宽为30nm。
进一步，所述反射镜为法拉第镜。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为实施例的平坦型c-band大功率ASE光源的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本实施例的平坦型c-band大功率ASE光源的结构示意图。本实施例的平坦型c-band大功率ASE光源包括940nm多模泵浦激光器11、合束器12、铒镱双包层光纤13、增益平坦滤波器21、反射镜22、光隔离器31、波分复用器32和黑体33。
940nm多模泵浦激光器11与合束器12的泵浦端连接，合束器12的输出端与铒镱双包层光纤13的一端连接。本实施例中，940nm多模泵浦激光器11有两个，优选Lumentum的L4泵浦激光器，输出功率为10W；合束器12为(2+1)×1合束器。940nm多模泵浦激光器11输出的泵浦光经合束器12合束后进入铒镱双包层光纤13中，铒镱双包层光纤13吸收泵浦光后会获得较高的反转粒子数，反转粒子弛豫振荡后会辐射1060nm及1550nm附近的ASE光。
合束器12的信号端依次与增益平坦滤波器21、反射镜22连接。本实施例中，增益平坦滤波器21具有可调谐性，其透射带宽为30nm，可覆盖C及C+波段；反射镜22为法拉第镜。铒镱双包层光纤13辐射的ASE光分为前向和后向，前向的ASE光经过合束器12输入到增益平坦滤波器21，1060nm附近的光会被增益平坦滤波器21滤除，提高1550nm光的放大效率。前向的ASE光经过增益平坦滤波器21后输入到反射镜22，经过反射镜22反射后再次输入到增益平坦滤波器21进行二次滤波，对带外的ASE光进行了更好的抑制。从而获得的1550nm光作为信号光经过合束器12输入到铒镱双包层光纤13中，作为种子注入，经过铒镱双包层光纤13后引起受激辐射，信号光得到放大。
光隔离器31的输入端与铒镱双包层光纤13的输出端连接。本实施例中，光隔离器31的工作波长为1550nm，最大承载光功率为5W。经过铒镱双包层光纤13放大的信号光输入到大功率的光隔离器31中，由大功率的光隔离器31输入的功率等级可达到1W。
波分复用器32的输入端连接光隔离器31的输出端，波分复用器32的第一输出端输出ASE光，第二输出端连接黑体33。本实施例中，波分复用器32为1060/1550波分复用器。经过光隔离器31输出的ASE光输入到波分复用器32中，波分复用器32会将1060nm的ASE光再次滤除，并输入到黑体33中进行吸收，避免反射后耦合入铒镱双包层光纤13中，导致输出功率不稳定的情况。放大后的1550nm信号光经过波分复用器32后输出。
本实施例的工作原理如下：
940nm多模泵浦激光器11输出的泵浦光经合束器12合束后进入铒镱双包层光纤13中，铒镱双包层光纤13吸收泵浦光后会获得较高的反转粒子数，反转粒子弛豫振荡后会辐射1060nm及1550nm附近的ASE光。
铒镱双包层光纤13辐射的ASE光分为前向和后向，前向的ASE光经过合束器12输入到增益平坦滤波器21，对1060nm附近的光进行滤除，然后输入到反射镜22，经过反射镜22反射后再次输入到增益平坦滤波器21进行二次滤波，从而获得的1550nm光作为信号光经过合束器12输入到铒镱双包层光纤13中，作为种子注入，经过铒镱双包层光纤13后引起受激辐射，信号光得到放大。
经过铒镱双包层光纤13放大的信号光输入到大功率的光隔离器31中，由大功率的光隔离器31输入的功率等级可达到1W。经过光隔离器31输出的ASE光输入到1060/1550波分复用器32中，波分复用器32会将1060nm的ASE光再次滤除，从1060nm端口输出到黑体33中进行吸收，放大后的1550nm信号光从波分复用器32的1550端口输出。
进一步的，本实施例的ASE光源可通过外部电路驱动增益平坦滤波器21，改变增益平坦滤波器21的通过带宽，进而改变最终输出的ASE的波长范围，实现输出ASE光信号的波长范围可调谐。
相对于现有技术，本发明使用铒镱双包层光纤作为ASE光源的增益光纤，采用多模泵浦激光器进行泵浦，泵浦方式为包层泵浦，泵浦效率更高，可提高ASE光源的输出功率；且采用多模泵浦激光器不需要制冷，受环境温度影响小，可改善ASE光源的温度特性；此外，通过在反射镜和合束器之间加入可调谐的增益平坦滤波器，可改善光谱平坦度，并实现输出ASE光的波长范围可调谐。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：包括至少一个多模泵浦激光器、合束器、铒镱双包层光纤、增益平坦滤波器和反射镜；多模泵浦激光器与合束器的泵浦端连接；合束器的信号端依次与增益平坦滤波器、反射镜连接；合束器的输出端与铒镱双包层光纤的输入端连接；铒镱双包层光纤的输出端输出ASE光。
2.根据权利要求1所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：还包括光隔离器，所述光隔离器的输入端与铒镱双包层光纤的输出端连接，所述光隔离器的输出端输出ASE光。
3.根据权利要求2所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述光隔离器的工作波长为1550nm，最大承载光功率≥5W。
4.根据权利要求2所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：还包括波分复用器，所述波分复用器的输入端连接光隔离器的输出端，所述波分复用器的输出端输出ASE光。
5.根据权利要求4所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述波分复用器的另一输出端连接有黑体。
6.根据权利要求4所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述波分复用器为1060/1550波分复用器。
7.根据权利要求1所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述多模泵浦激光器为940nm多模泵浦激光器。
8.根据权利要求1所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述合束器为(2+1)×1合束器，最大承载光功率≥5W。
9.根据权利要求1所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述增益平坦滤波器可调谐，其透射带宽为30nm。
10.根据权利要求1所述的平坦型c-band大功率ASE光源，其特征在于：所述反射镜为法拉第镜。
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