CN114900242A - 光路结构、光中继装置及光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种光路结构、光中继装置及光纤激光器，涉及光通信技术领域。包括：增益光纤、光路由器以及光反向反射器，光路由器，用于阻断光路由器的第一端口接收的放大自发辐射噪声，得到一级阻断激光并由第二端口射出，或阻断第二端口接收的二级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到目标激光并由第三端口射出；增益光纤，用于将一级阻断激光进行放大，得到一级放大激光，或将二级阻断激光进行放大，得到二级放大激光；光反向反射器，用于阻断放大自发辐射噪声，得到二级阻断激光。通过该光路结构使得入射激光经过增益光纤两次放大，目标激光具有更高的增益，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。

Description

光路结构、光中继装置及光纤激光器

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种光路结构、光中继装置及光纤激光器。

背景技术

随着高速率光通信系统的发展，对光中继装置或光纤激光器的光信噪比的要求越来越高。为了使光纤通信传输距离增大，需对光信号的特定频段进行放大，但是随着激活粒子从激发态返回基态并放大光信号的同时，也会产生受激粒子的随机非相干自发辐射，产生放大自发辐射噪声（amplifier spontaneous emission noise，简称ASE）。ASE噪声越大，信号被放大的功率越少，光信噪比越低。因此，为提高通信质量，需滤除ASE噪声。

目前，光中继装置或光纤激光器一般包括串联的多级光纤放大器来放大信号，每级放大器将激光强度提高一个有限的系数，多级放大器协同工作以达到所需的激光输出功率，所需光学器件多，成本高。

发明内容

本申请的目的包括，提供了一种光路结构、光中继装置及光纤激光器，采用增益光纤、光路由器以及光反向反射器的光路结构，使得入射激光经过增益光纤的两次放大后输出，使目标激光具有更高的增益，相当于现有技术中的两级光纤放大器，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。

本申请的实施例可以这样实现：

本申请提供了一种光路结构、光中继装置及光纤激光器，包括：增益光纤、光路由器以及光反向反射器，所述增益光纤的第一端与所述光路由器的第二端口连接，所述增益光纤的第二端与所述光反向反射器的第一端连接；

所述光路由器，用于阻断所述光路由器的第一端口接收的入射激光中的放大自发辐射噪声，得到一级阻断激光并由所述光路由器的第二端口射出，或阻断所述第二端口接收的二级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到目标激光并由所述光路由器的第三端口射出，或直接将所述入射激光作为所述一级阻断激光并由所述光路由器的第二端口射出，或直接将所述二级放大激光作为所述目标激光并由所述光路由器的第三端口射出；

所述增益光纤，用于将所述光路由器发送的所述一级阻断激光进行放大，得到一级放大激光并将所述一级放大激光发射至所述光反向反射器，或将所述光反向反射器发出的二级阻断激光进行放大，得到二级放大激光并将所述二级放大激光发射至所述光路由器；

所述光反向反射器，用于阻断所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤，或直接将所述一级放大激光作为所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤。

在一种可选的实施方式中，所述光路由器包括：光循环器以及第一带通滤波器；

所述光循环器的第一端用于接入所述入射激光，所述光循环器的第二端与所述第一带通滤波器的第一端连接，所述光循环器的第三端用于射出所述目标激光；

所述第一带通滤波器的第二端与所述增益光纤的第一端连接。

在一种可选的实施方式中，所述第一带通滤波器为介质薄膜滤波器或布拉格光栅其中之一。

在一种可选的实施方式中，所述光反向反射器包括：带反滤波器；

所述带反滤波器的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述带反滤波器用于阻断所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤。

在一种可选的实施方式中，所述光反向反射器包括：第二带通滤波器以及第一反射镜；

所述第二带通滤波器的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述第一反射镜设置于所述第二带通滤波器远离所述增益光纤的一端，与所述第二带通滤波器的中心轴位于同一轴线上，所述第一反射镜的倾角为第一预设角度，所述第二带通滤波器的倾角为第二预设角度。

在一种可选的实施方式中，所述光路结构还包括：泵浦源；

所述泵浦源，用于提供泵浦激光；

所述泵浦源与目标器件连接，所述目标器件为所述增益光纤、所述光路由器、所述光反向反射器中的任意一个。

在一种可选的实施方式中，所述泵浦源与所述增益光纤的第三端连接。

在一种可选的实施方式中，所述泵浦源与所述光路由器的第四端连接。

在一种可选的实施方式中，所述泵浦源与所述光反向反射器的第二端连接。

在一种可选的实施方式中，所述光反向反射器包括：第一光纤布拉格光栅；

所述第一光纤布拉格光栅的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述第一光纤布拉格光栅包括：第一反射带以及第二反射带；

所述第一反射带以及第二反射带设置于所述第一光纤布拉格光栅的不同位置；

所述第一反射带用于反射所述一级放大激光中的信号激光，所述第二反射带用于反射所述一级放大激光中的泵浦激光。

在一种可选的实施方式中，所述光反向反射器包括：第二光纤布拉格光栅、第三带通滤波器以及第二反射镜；

所述第二光纤布拉格光栅的第一端与所述增益光纤连接，所述第二光纤布拉格光栅的第二端与所述第三带通滤波器的第一端连接；

所述第二反射镜设置于所述第三带通滤波器远离所述第二光纤布拉格光栅的一端，与所述第三带通滤波器的中心轴位于同一轴线上，所述第二反射镜的倾角为第二预设角度；

所述第二光纤布拉格光栅包括：第三反射带；

所述第三反射带设置于所述第二光纤布拉格光栅上；

所述第三反射带用于反射所述一级放大激光中的泵浦激光，并使所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声以及信号激光通过；

所述第三带通滤波器用于，使所述一级放大激光中的信号激光通过，并反射所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，以使所述放大自发辐射噪声与所述信号激光不在同一光轴上；

所述第二反射镜用于，将所述放大自发辐射噪声反射至增益光纤。

第二方面，本申请提供了一种光中继装置，多级光纤放大器；

各级光纤放大器分别包括：第一方面任一项所述的光路结构；

所述光路结构用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光。

第三方面，本申请提供了一种光纤激光器，包括：多级光纤放大器；

各级光纤放大器分别包括：第一方面任一项所述的光路结构以及谐振腔；

所述光路结构用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光；

所述谐振腔用于提供光能。

本申请实施例的有益效果包括：

采用本申请提供的光路结构、光中继装置及光纤激光器，本申请的光路结构，采用增益光纤、光路由器以及光反向反射器的连接结构，使得入射激光经过增益光纤的两次放大后输出，使目标激光具有更高的增益，相当于现有技术中的两级光纤放大器，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。其次，通过光路由器、光反向反射器对入射激光中的ASE反复进行多次过滤，以使输出的目标激光中的ASE被滤除，避免了ASE对其他部件的损坏，提高了系统的安全性。再次，由于光反向反射器射出的二级阻断激光在增益激光中进行放大前并不包含ASE，也避免了ASE与二级阻断激光竞争增益，保证了目标激光具有更高的输出强度、脉冲能量以及功率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中光中继装置的结构示意图；

图2为现有技术中一种光纤放大器的实现方式示意图；

图3为本申请实施例提供的光纤放大器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光路结构中的光路由器的一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的光路结构中的光反向反射器的一种结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光路结构中的光反向反射器的另一种结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光路结构中的泵浦源的一种连接方式示意图；

图8为本申请实施例提供的光路结构中的泵浦源的另一种连接方式示意图；

图9为本申请实施例提供的光路结构中的泵浦源的另一种连接方式示意图；

图10为本申请实施例提供的光路结构中的光反向反射器的另一种结构示意图；

图11为本申请实施例提供的光路结构中的光反向反射器的另一种结构示意图；

图12为本申请实施例提供的光中继装置的结构示意图；

图13所示为本申请实施例提供的光纤激光器的结构示意图。

图标：101-振荡器；1021-第一级光纤放大器；1022-第二级光纤放大器；1023-第N级光纤放大器；201-第一道增益光纤；202-第一光栅；203-第二道增益光纤；204-第二光栅；301-光路由器；3011-光循环器；3012-第一带通滤波器；302-增益光纤；303-光反向反射器；3031-带反滤波器；3032-第二带通滤波器；3033-第一反射镜；3034-第一光纤布拉格光栅；3034a-第一反射带；3034b-第二反射带；3035-第二光纤布拉格光栅；3035a-第三反射带；3036-第三带通滤波器；3037-第二反射镜；304-泵浦源；30-光路结构；401-第一光纤放大器；402-第二光纤放大器；403-第N光纤放大器；501-第一段光纤放大器；502-第二段光纤放大器；503-第N段光纤放大器；504-谐振腔。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

光纤通信在进行常距离传输时，由于光线中存在损耗以及色散，使得光信号能量降低。因此，需在光线传输路径中，每隔一段距离就设置一个光中继装置，以便对光信号进行放大，然后将放大后的光信号再次送入光纤中进行传输，这种技术在光纤激光器以及光中继装置中均有应用。

图1所示为现有技术中的光中继装置的结构示意图，其一般由一个振荡器和多级光纤放大器组成，如图1所示，振荡器101射出的入射激光分别由第一级光纤放大器1021、第二级光纤放大器1022…第N级光纤放大器1023将其强度提升一个有限的系数，协同将入射激光提升至预设输出功率，并作为目标激光输出。

然而，各级光纤放大器在对入射激光进行信号放大的过程中，增益光纤中的亚稳态粒子不仅会以受激辐射的方式跃迁到基态，还会以自发辐射的方式跃迁到基态，所产生的光子在沿途又被不断放大，形成ASE并叠加在放大后的入射激光上，使信号的信噪比下降。

因此，现有技术中，一般在各级放大器内设置用于隔离ASE的器件，以滤除各级光纤放大器向下一级光纤放大器输出的激光中的ASE。例如，图2所示为现有技术中一种光纤放大器的结构示意图。该光纤放大器包括：第一道增益光纤201、第一光栅202、第二道增益光纤203以及第二光栅204。

如图2所示，入射激光通过第一道增益光纤201进行放大后，得到第一次放大激光并输入第一光栅202，再由第一光栅202对第一次放大激光中的ASE进行过滤，得到第一次过滤激光并输入第二道增益光纤203。第二道增益光纤203、第二光栅204再次重复上述过程，再次对第一次过滤激光进行增益、过滤，得到目标激光并输出至下一级光纤放大器中。

在上述过程中，该光纤放大器对入射激光进行了两次放大，并在第一光栅202中滤除了部分前向ASE，但是由于第二光栅204在过滤时会将部分后向ASE反射，导致该光纤放大器无法实现对于后向传播的ASE的完全过滤，输出的目标信号中仍包含了较强的ASE。

基于此，申请人经研究，提出了一种光路结构、光中继装置及光纤激光器，采用增益光纤、光路由器以及光反向反射器的光路结构，使得入射激光经过增益光纤的两次放大后输出，目标激光具有更高的增益，相当于现有技术中的两级光纤放大器，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。此外，若仅光路由器或光反向反射器其中之一具有为阻断ASE功能器件的光路结构，就能够有效地抑制ASE。若光路由器301和光反向反射器303均为可以抑制ASE的器件，抑制ASE的效果更佳，能够通过光路由器、光反向器对入射激光中的ASE进行4次过滤，确保滤除目标激光中的前向ASE以及后向ASE，在低脉冲重复率和低激光占空比时能够具有更高的脉冲能量和功率。

如下结合多个具体的应用示例，对本申请实施例提供的一种光纤放大器进行解释说明。

图3所示为本申请实施例提供的光路结构的结构示意图，如图3所示，该光纤放大器包括：增益光纤302、光路由器301以及光反向反射器303，增益光纤302的第一端与光路由器301的第二端口连接，增益光纤302的第二端与光反向反射器303的第一端连接。

光路由器301，用于阻断光路由器301的第一端口接收的入射激光中的放大自发辐射噪声，得到一级阻断激光并由光路由器301的第二端口射出，或阻断第二端口接收的二级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到目标激光并由光路由器301的第三端口射出，或直接将入射激光作为一级阻断激光并由光路由器的第二端口射出，或直接将二级放大激光作为目标激光并由光路由器的第三端口射出。

增益光纤302，用于将光路由器301发送的一级阻断激光进行放大，得到一级放大激光并将一级放大激光发射至光反向反射器303，或将光反向反射器303发出的二级阻断激光进行放大，得到二级放大激光并将二级放大激光发射至光路由器301。

光反向反射器，用于阻断一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到二级阻断激光并发射至增益光纤302，或直接将一级放大激光作为二级阻断激光并发射至增益光纤。

其中，光路由器301是激光信号的非互易装置，仅能够使第一端口入射的激光由第二端口输出，或使第二端口入射的激光由第三端口输出，并且，光路由器301可以是具有阻断ASE的功能的器件，还可以是不具有阻断ASE功能的器件，如光循环器。

光反向反射器303是能够将输入的一级放大激光中的有效频段激光进行反射的器件，可选地，若该一级放大激光中存在泵浦激光，还能够对泵浦激光进行反射，同时防止其中的ASE被反射。光反向反射器303还可以是不能够防止ASE被反射的器件，如反射镜。

增益光纤302为包含不同增益介质的光放大器件，例如半导体材料和掺稀土元素的光纤，利用受激辐射机制实现激光的放大。

下面，对本申请实施例提供的光纤放大器的工作流程进行详细说明。

首先，来自主振荡器或者前一级光纤放大器的入射激光，由光路由器301的第一端口进入，在光路由器301中对入射激光中的ASE进行第一次过滤后，得到不包含ASE的一级阻断激光并由光路由器301的第二端口进入增益光纤302。

增益光纤302对输入的一级阻断激光进行一次光放大，得到一级放大激光并将其发射至光反向反射器303。

输入至光反向反射器303中的一级放大激光包括：对一级阻断激光进行放大后的激光以及ASE，光反向反射器303是能够对一级放大激光中的ASE进行第二次过滤，并将不包含ASE的一级放大激光进行反向反射，再次进行第三次过滤，得到二级阻断激光并发射至增益光纤302中。

增益光纤302对上述二级阻断激光再次进行放大，得到包含了ASE的二级放大激光，并发射至光路由器301的第二端口。

光路由器301对输入的二级放大激光中的ASE进行第四次过滤，得到目标激光并由第三端口射出，输入至下一级光纤放大器。

需要说明的是，上述工作过程中，光路结构中的光路由器301、光反向反射器303均可以对ASE的传输具有抑制作用的器件。

该光路结构还可以由能够阻断由第一端口接收的入射激光中的ASE，或阻断由第二接口接收的二级放大激光中的ASE的光路由器301，以及不能够阻挡ASE反射的光反向反射器303构成，此时，光反向反射器303直接将接收的一级放大激光作为二级阻断激光并反射至增益光纤302，而不做任何其他阻断ASE的处理。

可选地，该光路结构还可以由不能够阻断ASE的光路由器301，以及能够阻挡ASE反射的光反向反射器303构成，此时，光路由器301直接将入射激光作为一级阻断激光并由光路由器301的第二端口射出，或直接将二级放大激光作为目标激光并由光路由器301的第三端口射出，而不做其他任何其他阻断ASE的处理。

可以理解的是，采用上述两种仅光路由器301或光反向反射器303其中之一具有为阻断ASE功能器件的光路结构，就能够有效地抑制ASE。若光路由器301和光反向反射器303均为可以抑制ASE的器件，抑制ASE的效果更佳。

可选地，该光路结构还可以由不能够阻断ASE的光路由器301，以及不能够阻挡ASE反射的光反向反射器303构成，此时，该光路结构仅相当于将入射激光进行两次放大并射出，不具备阻断ASE的功能。本申请采用增益光纤、光路由器以及光反向反射器组成的光路结构，使得入射激光经过增益光纤的两次放大后输出，目标激光具有更高的增益，相当于现有技术中的两级光纤放大器，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。

在本实施例中，光路由器、光反向反射器对入射激光中的ASE以及入射激光二次放大产生的ASE进行4次过滤，以使目标激光中不包含ASE，提升了系统的稳定性。另外，使得入射激光经过增益光纤的两次放大后输出，目标激光具有更高的增益，相当于现有技术中的两级光纤放大器，减少了光路结构中的光学元件，节约了成本。

可选地，如图4所示，上述光路由器包括：光循环器3011以及第一带通滤波器3012。

光循环器3011的第一端用于接入入射激光，光循环器3011的第二端与第一带通滤波器3012的第一端连接，光循环器3011的第三端用于射出目标激光。

第一带通滤波器3012的第二端与增益光纤302的第一端连接。

可选地，光循环器3011与第一带通滤波器3012可以集成为一体件，作为光路由器，实现上述光路由器的功能。

第一带通滤波器3012可以为光纤辫子式带通滤波器，其第二端作为光路由器301的第二端口。第一带通滤波器3012的中心波长为入射激光中除ASE外的信号激光的波长，包含一个通带，允许与信号激光频段相同的激光通过，同时将其他频段的ASE阻断，即，第一带通滤波器3012可以对入射激光或二级放大激光进行滤除ASE处理。

光循环器3011可以为光纤辫子式3口光循环器，其第一端口作为上述光路由器的第一端口，接收入射激光。光循环器3011的第二端口与第一带通滤波器3012连接，用于将入射激光引导至第一带通滤波器3012进一步滤除ASE。光循环器3011的第三端口作为上述光路由器的第三端口，用于将第一带通滤波器3012滤除ASE后得到的目标激光引导至第三端口射出。

在本实施例中，光路由器可以由光循环器、第一带通滤波器构成，实现了将激光中的ASE阻断在光路由器内的功能，提升了目标激光的质量。

可选地，第一带通滤波器为介质薄膜滤波器或布拉格光栅其中之一。

介质薄膜滤波器可以为介质多重干涉薄膜滤波器，利用多层介质膜的滤光作用选择波长，以使与信号激光波长相同的激光通过，同时阻断其他波长的ASE。

布拉格光栅可以是光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，简称FBG），也可以是体布拉格光栅，本申请在此不做限定。布拉格光栅通过内部设置的窄带滤波器，实现对不在预设频带的ASE反射，同时使处于预设频带的信号激光通过。

本领域技术人员可以理解的是，第一带通滤波器还可以是其他能够实现其功能的器件，本申请在此不做限定。

在本实施例中，具体列举了可以用于实现第一带通滤波器的光学器件，提升了光纤放大器在实现上的灵活性。

可选地，如图5所示，上述光反向反射器包括：带反滤波器3031。

带反滤波器3031的第一端与增益光纤302的第二端连接。

带反滤波器3031用于阻断一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到二级阻断激光并反射至增益光纤302。

带反滤波器3031为将预设频段内的激光进行反射的滤波器。

可选地，目标频率可以为输入光反向反射器的一级放大激光中有效信号激光的频率，以使带反滤波器3031能够将一级放大激光中的有效激光反射至增益光纤302，同时阻断ASE。

在本实施例中，光反向反射器可以由带反滤波器实现，以稳定、准确的实现对以及放大激光中ASE的过滤。

可选地，如图6所示，光反向反射器303包括：第二带通滤波器3032以及第一反射镜3033。

第二带通滤波器3032的第一端与增益光纤302的第二端连接。

第一反射镜3033设置于第二带通滤波器3032远离增益光纤302的一端，与第二带通滤波器3032的中心轴位于同一轴线上，第一反射镜3033的倾角为第一预设角度。

第二带通滤波器3032可以为光纤辫子式带通滤波器。其中心波长为一级放大激光中除ASE外的信号激光的波长，允许与信号激光频段相同的激光通过，同时将其他频段的ASE阻断。第二带通滤波器3032还可以是仅反射与信号激光频段相同的激光，同时允许ASE通过的滤波器。

第二带通滤波器3032的倾角可以设置为第二预设角度，以调整其射入或反射激光的位置。

第一反射镜3033可以为光纤辫子式的镜子，用于反射入射的所有激光，可以设置为第一预设角度，并可根据调整其倾斜角度确定经第一反射镜3033反射后激光的入射位置。

可选地，当第二带通滤波器3032是能够反射ASE，通过信号激光的滤波器时，第一反射镜3033可以通过调整其倾角为第一预设角度，将通过的信号激光反射至与第二带通滤波器3032反射的ASE的不同位置。

可选地，当第二带通滤波器3032是够反射ASE，通过信号激光的滤波器时，还可以是第二带通滤波器3032调整其倾角为第二预设角度，将ASE反射至与第一反射镜3033反射的信号激光的不同位置。

可以理解的是，上述实施例可以相互结合，即，第二带通滤波器3032、第一反射镜3033可以同时调整其倾角，将ASE与信号激光反射至不同的位置。

可选地，当第二带通滤波器3032是能够反射信号激光，通过ASE的滤波器时，第一反射镜3033可以设置为第一预设角度，将ASE反射至与信号激光的入射点不同的位置。

在本实施例中，提供了光反向反射器由第二带通滤波器、第一反射镜构成时的一种连接方式，提高了光纤放大器实施的灵活性，且确保了输出的激光中的ASE被滤除。

可选地，如图7、图8、图9所示，该光纤放大器还可以包括：泵浦源304。

泵浦源304，用于提供泵浦激光。

泵浦源304与目标器件连接，目标器件为增益光纤302、光路由器301、光反向反射器303中的任意一个。

泵浦源304是向光纤放大器中输入外部能量以使光纤放大器中的增益介质达到粒子数反转的器件，其具体型号本申请在此不做限定。

可以理解的是，泵浦源304可以与光纤放大器中的增益光纤302连接，还可以与光路由器301、光反向反射器303连接，或集成在光路由器301、光反向反射器303中，当然，不以此为限。

在本实施例中，提供了泵浦源的多种连接和集成方式，提高了光纤放大器实施的灵活性。

其中，可选地，如图7所示，泵浦源304与增益光纤302的第三端连接。

泵浦源304可以与增益光纤302连接，在增益光纤302对一级阻断激光或二级阻断激光进行放大的过程中，对其进行激励。

在本实施例中，提供了一种泵浦源与光纤放大器中增益光纤的连接方式，同时在激光放大时对其进行激励，提高了光纤放大器实施的灵活性。

其中，可选地，如图8所示，泵浦源304与光路由器301的第四端连接。

泵浦源304还可以与光路由器301连接，或者，泵浦源304与光路由器301集成为第一泵浦耦合装置。

在本实施例中，泵浦源可以与光路由器连接或集成，简化了光纤放大器泵浦源的连接，提高了光纤放大器的实施灵活性。

其中，可选地，如图9所示，泵浦源304与光反向反射器303的第二端连接。

泵浦源304还可以与光反向反射器303连接，或者，泵浦源304与光反向反射器303集成为第二泵浦耦合装置。

在本实施例中，提供了泵浦源的另一种可选的连接或集成方式，提供了光纤放大器的实施灵活性。

可选地，如图10所示，光反向反射器303包括：第一光纤布拉格光栅3034。

第一光纤布拉格光栅3034的第一端与增益光纤302的第二端连接。

第一光纤布拉格光栅3034包括：第一反射带3034a以及第二反射带3034b。

第一反射带3034a以及第二反射带3034b设置于第一光纤布拉格光栅3034的不同位置。

第一反射带3034a用于反射一级放大激光中的信号激光，第二反射带3034b用于反射一级放大激光中的泵浦激光。

第一光纤布拉格光栅3034可以设置为具有双反射带，第一反射带3034a的中心波长可以为一级放大激光中的信号激光的波长，用于将一级放大激光中的信号激光反射至增益光纤。

可以理解的是，光纤放大器中接入泵浦源后，光纤放大器中传输的激光经过泵浦源后，除信号激光、ASE外，还包括泵浦激光。因此，第一光纤布拉格光栅3034中的第二反射带3034b可以为一级放大激光中泵浦激光的波长，用于将一级放大激光中的泵浦激光反射至增益光纤。

这样，第一光纤布拉格光栅3034实现了对一级放大激光中的信号激光、泵浦激光的反射，同时对一级放大激光中ASE的阻断。

在本实施例中，通过设置了双反射带的FBG作为第一光纤布拉格光栅，实现了对ASE的过滤，提高了光纤放大器输出信号的安全性。

可选地，如图11所示，光反向反射器303包括：第二光纤布拉格光栅3035、第三带通滤波器3036以及第二反射镜3037。

第二光纤布拉格光栅3035的第一端与增益光纤302连接，第二光纤布拉格光栅3035的第二端与第三带通滤波器3036的第一端连接。

第二反射镜3037设置于第三带通滤波器3036远离第二光纤布拉格光栅3035的一端，与第三带通滤波器3036的中心轴位于同一轴线上，第二反射镜3037的倾角为第二预设角度。

第二光纤布拉格光栅3035包括：第三反射带3035a。

第三反射带3035a设置于第二光纤布拉格光栅3035上。

第三反射带3035a用于反射一级放大激光中的泵浦激光，并使一级放大激光中的放大自发辐射噪声以及信号激光通过。

第三带通滤波器3036用于，使一级放大激光中的信号激光通过，并反射一级放大激光中的放大自发辐射噪声，以使放大自发辐射噪声与信号激光不在同一光轴上。

第二反射镜3037用于，将放大自发辐射噪声反射至增益光纤。

与上述实施例相同，光反向反射器303还可以通过第二光纤布拉格光栅3035、第三带通滤波器3036以及第二反射镜3037组合实现，以实现对接入泵浦源后的光纤放大器中传输的激光的信号激光以及泵浦激光的反射，以及对激光中ASE的阻断。

第二光纤布拉格光栅3035中包含的第三反射带3035a可以与上述第二反射带相同，用于对一级放大激光中的泵浦激光进行反射。

第三带通滤波器3036、第二反射镜3037的组合与上述实施例中第二带通滤波器、第一反射镜组合实现对一级放大激光中的信号激光的反射的过程及方式相同，在此不再赘述。

在本实施例中，提供了光纤放大器包含泵浦源时，光反向反射器的一种实现方式，以使得光反向反射器能够对激光中有效的信号激光、泵浦激光进行反射，同时对ASE实现阻断，避免了泵浦激光的丢失。

可以理解的是，除上述列举的可选实施例外，光路由器、光反向反射器还可以由其他可以实现对应功能的光学器件组合或独立实现，本申请在此不做限定。

如图12所示，本申请实施例还提供一种光中继装置，包括：多级光纤放大器。

各级光纤放大器分别包括：前述实施例中的光路结构30。

光路结构30用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光。

可选地，上述实施例中的光路结构30可以应用于如图12所示的光中继装置中的各级光纤放大器，该光中继装置可以设置于光纤通信线路中，用于对信号进行放大。

光中继装置的工作流程可以为：通信光纤中传输的通信激光射入第一光纤放大器401的光路结构30，进行第一次光放大以及滤波处理后射入第二光纤放大器402的光路结构30，第二光纤放大器402的光路结构30至第N光纤放大器403的光路结构30依次对前一级光纤放大器射出的激光进行光放大以及滤波处理，最后由第N光纤放大器403射出至通信光纤中继续传输。

在本实施例中，提供了一种应用了光路结构的光中继装置的说明，提升了光路结构的适用范围。

如图13所示，本实施例还提供一种光纤激光器，包括：多级光纤放大器。

各级光纤放大器分别包括：前述实施例中的光路结构30以及谐振腔504。

光路结构30用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光。

谐振腔504用于提供光能。

光纤激光器可以是用于激光雕刻切割、金属钻孔等的设备。光纤激光器中可包括多级光纤放大器，用于将入射的激光提升至目标频段的激光并输出。

该光纤激光器的工作流程可以是：入射的激光通过第一段光纤放大器501中的光路结构30进行光放大以及滤波处理，同时接收谐振腔504提供的光能，完成第一次放大并射入第二段光纤放大器502中的光路结构30，接下来，第二段光纤放大器502至第N段光纤放大器503对前一级输入的激光进行相同的处理，得到目标频段的激光并输出。

在本实施例中，提供了一种应用了光路结构的光纤激光器的说明，提升了光路结构的适用范围。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种光路结构，其特征在于，包括：增益光纤、光路由器以及光反向反射器，所述增益光纤的第一端与所述光路由器的第二端口连接，所述增益光纤的第二端与所述光反向反射器的第一端连接；

所述光路由器，用于阻断所述光路由器的第一端口接收的入射激光中的放大自发辐射噪声，得到一级阻断激光并由所述光路由器的第二端口射出，或阻断所述第二端口接收的二级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到目标激光并由所述光路由器的第三端口射出，或直接将所述入射激光作为所述一级阻断激光并由所述光路由器的第二端口射出，或直接将所述二级放大激光作为所述目标激光并由所述光路由器的第三端口射出；

所述增益光纤，用于将所述光路由器发送的所述一级阻断激光进行放大，得到一级放大激光并将所述一级放大激光发射至所述光反向反射器，或将所述光反向反射器发出的二级阻断激光进行放大，得到二级放大激光并将所述二级放大激光发射至所述光路由器；

所述光反向反射器，用于阻断所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤，或直接将所述一级放大激光作为所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤。

2.根据权利要求1所述的一种光路结构，其特征在于，所述光路由器包括：光循环器以及第一带通滤波器；

所述光循环器的第一端用于接入所述入射激光，所述光循环器的第二端与所述第一带通滤波器的第一端连接，所述光循环器的第三端用于射出所述目标激光；

所述第一带通滤波器的第二端与所述增益光纤的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种光路结构，其特征在于，所述第一带通滤波器为介质薄膜滤波器或布拉格光栅其中之一。

4.根据权利要求1所述的一种光路结构，其特征在于，所述光反向反射器包括：带反滤波器；

所述带反滤波器的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述带反滤波器用于阻断所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，得到所述二级阻断激光并发射至所述增益光纤。

5.根据权利要求1所述的一种光路结构，其特征在于，所述光反向反射器包括：第二带通滤波器以及第一反射镜；

所述第二带通滤波器的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述第一反射镜设置于所述第二带通滤波器远离所述增益光纤的一端，与所述第二带通滤波器的中心轴位于同一轴线上，所述第一反射镜的倾角为第一预设角度，所述第二带通滤波器的倾角为第二预设角度。

6.根据权利要求1所述的一种光路结构，其特征在于，所述光路结构还包括：泵浦源；

所述泵浦源，用于提供泵浦激光；

所述泵浦源与目标器件连接，所述目标器件为所述增益光纤、所述光路由器、所述光反向反射器中的任意一个。

7.根据权利要求6所述的一种光路结构，其特征在于，所述泵浦源与所述增益光纤的第三端连接。

8.根据权利要求6所述的一种光路结构，其特征在于，所述泵浦源与所述光路由器的第四端连接。

9.根据权利要求6所述的一种光路结构，其特征在于，所述泵浦源与所述光反向反射器的第二端连接。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种光路结构，其特征在于，所述光反向反射器包括：第一光纤布拉格光栅；

所述第一光纤布拉格光栅的第一端与所述增益光纤的第二端连接；

所述第一光纤布拉格光栅包括：第一反射带以及第二反射带；

所述第一反射带以及第二反射带设置于所述第一光纤布拉格光栅的不同位置；

所述第一反射带用于反射所述一级放大激光中的信号激光，所述第二反射带用于反射所述一级放大激光中的泵浦激光。

11.根据权利要求6-9任一项所述的一种光路结构，其特征在于，所述光反向反射器包括：第二光纤布拉格光栅、第三带通滤波器以及第二反射镜；

所述第二光纤布拉格光栅的第一端与所述增益光纤连接，所述第二光纤布拉格光栅的第二端与所述第三带通滤波器的第一端连接；

所述第二反射镜设置于所述第三带通滤波器远离所述第二光纤布拉格光栅的一端，与所述第三带通滤波器的中心轴位于同一轴线上，所述第二反射镜的倾角为第二预设角度；

所述第二光纤布拉格光栅包括：第三反射带；

所述第三反射带设置于所述第二光纤布拉格光栅上；

所述第三反射带用于反射所述一级放大激光中的泵浦激光，并使所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声以及信号激光通过；

所述第三带通滤波器用于，使所述一级放大激光中的信号激光通过，并反射所述一级放大激光中的放大自发辐射噪声，以使所述放大自发辐射噪声与所述信号激光不在同一光轴上；

所述第二反射镜用于，将所述放大自发辐射噪声反射至增益光纤。

12.一种光中继装置，其特征在于，包括：多级光纤放大器；

各级光纤放大器分别包括：权利要求1-11任一项所述的光路结构；

所述光路结构用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光。

13.一种光纤激光器，其特征在于，包括：多级光纤放大器；

各级光纤放大器分别包括：权利要求1-11任一项所述的光路结构以及谐振腔；

所述光路结构用于，对入射激光进行光放大处理以及滤波处理，得到目标激光；

所述谐振腔用于提供光能。

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