CN115296124A - 具有双输出激光二极管的光纤放大器 - Google Patents

具有双输出激光二极管的光纤放大器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了具有双输出激光二极管的光纤放大器。一种双输出激光二极管可以包括第一端面和第二端面以及有源部分。第一端面和第二端面具有低反射率。有源部分定位于第一端面与第二端面之间。有源部分被配置为产生向第一端面和第二端面中的每一者传播的光。第一端面被配置为通过第一端面透射到达第一端面的大部分光。第二端面被配置为通过第二端面透射到达第二端面的大部分光。

Description

具有双输出激光二极管的光纤放大器
相关申请的交叉引用
本案是2020年8月11日提交的美国申请号16/947,643(150287-03106)的部分继续申请，所述美国申请以引用方式并入本文。
技术领域
本文讨论的实施方案涉及一种双输出激光二极管。
背景技术
除非在本公开中另外指示，否则本公开中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且通过包括在本节中而不被承认是现有技术。
掺杂光纤放大器通常通过用来自泵浦激光二极管的泵浦光激励掺杂光纤中的离子来操作。与泵浦光不同波长下的光学信号透射通过掺杂光纤。光学信号的光子与激励离子相互作用，从而导致离子以与光学信号的光子相同波长的光子形式放弃其一些能量，其中离子返回到较低能量状态。光学信号由此在其经过掺杂光纤时被放大。
本公开中要求保护的主题不限于解决任何缺点或者仅在诸如上述那些环境中操作的实现方式。相反，仅提供这个背景以示出可实践本公开中描述的一些实现方式的一个示例性技术领域。
发明内容
本文公开的光纤放大器可利用至少一个电驱动信号来操作以用于放大光学路径上的信号光。所述信号光具有信号波长。所述光纤放大器包括激光二极管和至少一根掺杂光纤。所述激光二极管具有定位于端面之间的有源部分并且被配置为响应于将电驱动信号注入所述有源部分而产生分别朝向所述端面传播的第一泵浦光和第二泵浦光。所述第一泵浦光和所述第二泵浦光具有与所述信号波长不同的至少一个泵浦波长。所述至少一根掺杂光纤设置在所述光学路径上并且掺杂有活性掺杂剂。所述至少一根掺杂光纤具有传播通过其中的所述信号光以及所述第一泵浦光和所述第二泵浦光的至少一部分。由于所述第一泵浦光和所述第二泵浦光的所述至少一个泵浦波长被配置为与所述至少一根掺杂光纤的所述活性掺杂剂相互作用，所述信号光被放大。
分开的光学路径上的分开的掺杂光纤可以从本公开的双输出激光二极管分别接收第一泵浦光和第二泵浦光。这种设计可以减少光纤放大器所需的所需元件数量(即，激光二极管芯片的数量)并且可以简化封装。
更紧凑的替代设计可以使用本公开的双输出激光二极管。例如，同一光学路径上的第一掺杂光纤和第二掺杂光纤可以分别接收第一泵浦光和第二泵浦光——第一掺杂光纤具有反向传播通过其中的第一泵浦光，并且同一光学路径上的第二掺杂光纤具有共同传播通过其中的第二泵浦光。在又一替代方案中，同一掺杂光纤可以分别使第一泵浦光和第二泵浦光共同传播和反向传播通过其中。
本文还公开的一种方法与具有信号波长的信号光一起使用。所述方法包括：使所述信号光穿过设置在光学路径上并掺杂有活性掺杂剂的至少一根掺杂光纤；将电驱动信号注入双输出激光二极管的有源部分中，所述有源部分定位于所述双输出激光二极管的第一端面与第二端面之间；响应于将所述电驱动信号注入所述有源部分中而产生分别朝向所述第一端面和所述第二端面传播的第一泵浦光和第二泵浦光，所述第一泵浦光和所述第二泵浦光具有与所述信号波长不同的至少一个泵浦波长；以及通过以下方式放大所述信号光：(i)相对于所述信号光穿过所述至少一根掺杂光纤从所述第一端面传播所述第一泵浦光并且使所述第一泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用；以及(ii)相对于所述信号光穿过所述至少一根掺杂光纤从所述第二端面传播所述第二泵浦光并且使所述第二泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用。
前述发明内容并不意图概述本公开的每个潜在实施方案或每个方面。
附图说明
图1A示出了包括双输出激光二极管的示例性双光纤放大器系统。
图1B示出了图1A的双光纤放大器系统的一部分，所述双光纤放大器系统包括双输出激光二极管以及第一泵浦输入光纤和第二泵浦输入光纤。
图2是示例性双输出激光二极管的横截面视图。
图3是另一个示例性双输出激光二极管的俯视图。
图4是全部根据本文所述的至少一个实施方案布置的另一个示例性双输出激光二极管的俯视图。
图5A示出了具有泵送两根掺杂光纤的双输出激光二极管的双光纤放大器系统。
图5B示出了具有泵送两根掺杂光纤的另一种双输出激光二极管的双光纤放大器系统。
图6A示出了具有泵送一根掺杂光纤的双输出激光二极管的双光纤放大器系统。
图6B示出了具有泵送一根掺杂光纤的另一种双输出激光二极管的双光纤放大器系统。
具体实施方式
本文描述的实施方案涉及一种双输出激光二极管，所述双输出激光二极管通常包括定位于两个端面之间的有源部分，其中每个端面具有低反射率。例如，端面中的每一者可以具有抗反射(AR)涂层。相比之下，其他激光二极管通常仅在一个端面上包括AR涂层，而在另一端面上具有高反射率(HR)涂层，以将在激光二极管中产生的基本上所有光引导通过具有AR涂层的端面。
本文描述的示例性双输出激光二极管可以用诸如掺铒光纤放大器(EDFA)系统或其他系统的光纤放大器系统实现。一些光纤放大器系统用来自单个激光二极管的泵浦光泵送多根掺杂光纤。具体地，可以使用激光二极管外部的一个或多个光学部件将泵浦光分流到多个路径中。由于相干相互作用和其他效应，将泵浦光在激光二极管外部分流可能导致泵浦不稳定。
根据本文所述的实施方案，例如通过将每个端面配置为具有低反射率使得一些泵浦光离开每个端面并且可以被引导到对应路径中，泵浦光在激光二极管内部有效地分流。这种布置可以避免或至少减少由于相干相互作用和当泵浦光从激光二极管的一个端面输出并在激光二极管外部分流时可能出现的其他效应而导致的泵浦不稳定性。
另外，这种布置可以将激光二极管内的最大光学功率密度降低约两倍，因为没有泵浦光或相对较少的泵浦光在一个端面处反射回另一端面，例如在一个端面处具有AR涂层并在另一端面处具有HR涂层的激光二极管中所发生的那样。相对于在相对端面处具有AR和HR涂层的激光二极管，根据本文描述的实施方案的激光二极管的最大光学功率密度降低可以提高可靠性。
在实施方案中，双输出激光二极管可以从端面输出相等或大约相等的泵浦光功率。
在实施方案中，双输出激光二极管可以从端面输出不等的泵浦光功率。不等的泵浦光功率可以通过端面处反射率不等的AR涂层(诸如在第一端面处反射率为1％的第一AR涂层和在第二端面处反射率为0.75％的第二AR涂层)来实现。替代地或另外，可以通过将激光二极管的波导结构化为在两个端面处或附近具有不同透射率(诸如对于波导的靠近第一端面的一部分的透射率为99.5％和对于波导的靠近第二端面的一部分的透射率为99％)，可以实现端面处不等的泵浦光功率。
替代地或另外，可以通过独立控制双输出激光二极管的第一部分和第二部分来实现端面处不等的泵浦光功率。在这个和其他实施方案中，双输出激光二极管可以包括电耦合到激光二极管的第一部分的第一阳极和阴极以及电耦合到激光二极管的第二部分的第二阳极和阴极。蚀刻镜、分布式反馈(DFB)镜或其他反射结构可以形成在激光二极管中在第一部分与第二部分之间，以使第一部分和第二部分彼此光学隔离。因此，激光二极管的第一部分和激光二极管的第二部分在一体地形成在单个结构中时可以独立地操作。
现在将参考附图来描述本发明的示例性实施方案的各个方面。应当理解，附图是此类示例性实施方案的图解和示意图，并且既不限制本发明，也不一定按比例绘制。
图1A示出了示例性双光纤放大器系统100A(下文称为“系统100A”)，所述系统100A包括根据本文描述的至少一个实施方案布置的双输出激光二极管102(下文称为“激光器102”)。系统100A还可以包括第一光纤放大器104A和第二光纤放大器104B(统称为“光纤放大器104”或泛称为“光纤放大器104”)。光纤放大器104包括相应的泵浦路径106A-B(统称为“泵浦路径106”或泛称为“泵浦路径106”)，所述泵浦路径可以包括光纤或其他合适的波导以将来自激光器102的泵浦光传送到光纤放大器104中的对应光纤放大器。当被实现为光纤时，泵浦路径106可以被称为泵浦输入光纤。
一般而言，激光器102可以包括两个端面并且可以被配置为将来自两个端面中的每一者的泵浦光输出到泵浦路径106中的对应一个泵浦路径。例如，泵浦光的到达每个端面的一部分(例如，一些或大部分)可以透射通过端面，并且泵浦路径106的对应泵浦输入光纤可以被定位成接收泵浦光的穿过对应端面的部分。将激光器102配置为从两个端面输出泵浦光可以消除对激光器102外部的任何部件将泵浦光分流的需要，如在一个端面处具有HR涂层且泵浦光仅从另一端面输出的激光二极管所需要的。
每个光纤放大器104A-B可以包括光学路径105A-B，所述光学路径具有第一光学隔离器112A-B(下文统称为“第一隔离器112”或泛称为“第一隔离器112”)、光束组合器114A-B(下文统称为“组合器114”或泛称为“组合器114”)、掺杂光纤116A-B(下文统称为“掺杂光纤116”或泛称为“掺杂光纤116”)、第二光学隔离器118A-B(下文统称为“第二隔离器118”或泛称为“第二隔离器118”)。如将理解的，光学路径105A-B可以包括光纤或其他合适的波导以将信号光从系统100A的输入传送到输出。光学隔离器118A-B可以是法拉第隔离器。
此外，为了监视和控制操作，每个放大器104AB可以包括输入光学抽头108A-B(下文统称为“输入抽头108”或泛称为“输入抽头108”)、输入光电二极管110A-B(下文统称为“输入光电二极管110”或泛称为“输入光电二极管110”)、输出光学抽头120A-B(以下统称为“输出抽头120”或泛称为“输出抽头120”)以及输出光电二极管122A-B(以下统称为“输出光电二极管122”或泛称为“输出光电二极管122”)。一般而言，每个光纤放大器104A-B被配置为接收光学信号S1或S2作为输入，视情况而定，所述输入可以是相同信号的部分或者可以是不同信号。然后每个光纤放大器104A-B被配置为输出放大信号S1A或S2A，所述放大信号分别是光学信号S1或S2的放大版本。
更详细地，光学信号S1或S2在光学路径105上的输入抽头108处被接收，并且其一小部分(例如，2％)由输入抽头108引导到输入光电二极管110，例如以测量光学信号S1或S2的光学功率。光学信号S1或S2中的每一者的剩余部分(例如，98％)穿过输入抽头108和第一隔离器112到达组合器114。第一隔离器112可以被配置为防止或至少减少来自组合器114的背反射。组合器114将光学信号S1或S2与经由泵浦路径106从激光器102接收的泵浦光组合。
每个光学信号S1或S2具有波长λ1In或λ2In。λ1In和λ2In的值可以相同或不同。在组合器114处接收的泵浦光具有波长λ1Pump或λ2Pump。λ1Pump和λ2Pump的值可以相同或不同。此外，选择λ1Pump和λ2Pump的值以在掺杂光纤116内存在特定稀土掺杂剂的情况下向以λ1In或λ2In操作的对应光学信号S1或S2提供光学放大。掺杂剂可以是铒、镱或其他掺杂剂。当掺杂剂为铒时，由激光器102发射的泵浦光的波长λ1Pump或λ2Pump可以为约980纳米(nm)(例如，970nm至990nm)，诸如波长为972nm、974nm、976nm或978nm。在一些实施方案中，波长λ1Pump或λ2Pump为约980纳米的泵浦光可以被配置为当光学信号S1和S2的波长λ1In或λ2In为约1550nm(诸如C频带中的波长(～1525nm至1570nm))或约1590nm(诸如L频带中的波长(～1570nm至1625nm))时在掺杂光纤116中对光学信号S1或S2提供放大。
组合器114将与泵浦光组合的光学信号S1或S2输出到掺杂光纤116。波长为λ1Pump或λ2Pump的泵浦光激励掺杂光纤116中的离子，并且波长为λ1In或λ2In的光学信号S1或S2与激励离子相互作用。具体地，波长为λ1In或λ2In的光学信号S1或S2的光子激发对来自波长为λ1In或λ2In的激励离子的光子的发射以产生放大信号S1A或S2A。
放大信号S1A或S2A穿过第二隔离器118到达输出抽头120。输出抽头120将放大信号S1A或S2A的一小部分引导到输出光电二极管，以例如测量放大信号S1A或S2A的光学功率。放大信号S1A或S2A的剩余部分穿过输出抽头120并且从光纤放大器104输出。
系统100A可以另外包括一个或多个控制器124A-B(下文统称为“控制器124”或泛称为“控制器124”)和一个或多个激光驱动器126A-B(下文统称为“激光驱动器126”或泛称为“激光驱动器126”)(图1A中的“LD”)。控制器124可以通信地耦合到输入光电二极管110和输出光电二极管122。激光驱动器126可以通信地耦合到控制器124和激光器102。激光驱动器126通常被配置为按照控制器124的指示将电驱动信号施加到激光器102。由激光器102发射的泵浦光的光学功率可以由电驱动信号确定。例如，激光器102可以发射具有与电驱动信号的电流成比例或与其具有某种其他已知关系的光学功率的泵浦光。
控制器124可以将例如由输入光电二极管110测量的光学信号S1或S2的光学功率与例如由输出光电二极管122测量的放大信号S1A或S2A的光学功率进行比较以确定光纤放大器104的增益。如果增益高于或低于目标增益，则激光驱动器126可以调整电驱动信号以增加或减少光纤放大器104的增益。在本文描述的一些实施方案中，激光器102包括两个部分，所述两个部分可以由激光驱动器126中的对应一个激光驱动器独立控制以独立控制光纤放大器104中的增益。
图1A示出了其中例如通过将来自独立激光驱动器126的独立电驱动信号提供给激光器102的独立部分来独立地控制来自激光器102的两个端面的泵浦光的光学功率的示例。在其他实施方案中，来自两个端面的泵浦光的光学功率可以不是彼此独立的。在这些和其他实施方案中，系统100A可以具有单个控制器124和单个激光驱动器126，而不是两个控制器124和两个激光驱动器126。
图1B示出了图1A的系统100A的一部分100B，所述部分包括激光器102以及根据本文描述的至少一个实施方案布置的第一泵浦输入光纤128A和第二泵浦输入光纤128B(下文统称为“泵浦输入光纤128”或泛称为“泵浦输入光纤128”)。泵浦输入光纤128可以包括图1A的泵浦路径106、被包括在泵浦路径106中或与泵浦路径106对应。
如图1B所示，激光器102包括彼此间隔开的两个端面130A、130B(下文统称为“端面130”或泛称为“端面130”)。端面130中的每一者具有低反射率，诸如5％、3％或1％或更低的反射率。反射率可以是或包括针对单个波长、多个波长或跨越诸如激光器102的工作波长范围的波长范围的反射率。工作波长范围可以包括适合于泵浦光的波长，诸如约980nm的波长或其他波长。在一些实施方案中，工作波长范围可以是从970nm至990nm，或者从975nm至985nm，或者其他合适的范围。
泵浦输入光纤128被定位成使得对应端面130光学耦合到对应的泵浦输入光纤128。例如，第一端面130A光学耦合到第一泵浦输入光纤128A，并且第二端面130B光学耦合到第二泵浦输入光纤128B。在一些实施方案中，每个泵浦输入光纤128可以与对应端面130光学对准并且被定位得足够靠近对应端面130，使得从第一端面130A输出的泵浦光耦合到泵浦输入光纤128中。替代地或另外，一个或多个光学元件(诸如一个或多个透镜或其他光学元件)可以定位于端面130与泵浦输入光纤128之间。
泵浦输入光纤128中的每一者可以包括形成在其中的第一光纤布拉格光栅(FBG)132A或第二光纤布拉格光栅(FBG)132B(以下统称为“FBG 132”或泛称为“FBG 132”)。FBG132可以被配置为将泵浦光的一部分(例如，2％至4％)反射回激光器102。每个FBG 132可以被配置为反射回预定波长或多个预定波长，这可以将激光器102“锁定”到预定波长，使得激光器102在预定波长下表现出稳定的激光发射。FBG 132可以被配置为反射回相同或不同的预定波长，以使激光器102以相同或不同的预定波长从端面130发射泵浦光。
例如，第一FBG 132A可以被配置为反射回974nm的第一波长。反射光可以通过第一端面130A耦合到激光器102中，在所述激光器中它通常与激光器102的第一部分134A相互作用，使得激光器102的第一部分134A被锁定到974nm。
第二FBG 132B可以被配置为反射回974nm的第一波长和976nm的第二波长两者。反射光可以通过第二端面130B耦合到激光器102中，在所述激光器中它通常与激光器102的第二部分134B相互作用，使得激光器102的第二部分134B被锁定到974nm和976nm两者。
更一般地，每个FBG 132可以将激光器102的对应的第一部分134A或第二部分134B锁定到一个或多个预定波长。
在其他实施方案中，激光器102本身可以包括DFB结构以将激光器102锁定到预定波长，使得可以省略FBG 132。
在一些实施方案中，FBG 132中的每一者与激光器102形成光纤腔，FBG 132提供足够的反射率以确保激光器102的激光发射。替代地或另外，激光器102可以包括如关于图2描述的脊结构。沿着激光器102的长度的脊结构的粗糙度、热诱发的折射变化或增益诱发的折射变化可以充分地反射和散射在激光器102中产生的光以建立光场并确保激光器102的激光发射。在一些实施方案中，考虑到端面130处的低反射率，激光器102可以具有比其他激光器更高的激光发射阈值或增益。
如参考图1A可见，光纤放大器系统100A可以使用信号光，所述信号光具有带第一信号波长λ1In的第一信号光部分S1并具有带第二信号波长λ2In的第二信号光部分S2。第一掺杂光纤116A与第一信号光部分S1进行光通信并且与第一泵浦光P1进行光通信。同时，第二掺杂光纤116B与第二信号光学部分S2进行光学通信并且与第二泵浦光P1进行光学通信。
可以作为二向色泵浦耦合器、熔接光纤耦合器或其他耦合器的单独组合器114A-B被配置为将信号光部分S1-2与来自端面的相应泵浦光P1-2组合。信号光部分可以具有相同或不同的信号波长λ1-2In；并且泵浦光波长λ1-2Pump可以相同或不同；并且第一泵浦光和第二泵浦光可以被设置成与相应的掺杂光纤116A-B进行正向或反向光学通信。
此外，这两根掺杂光纤116A-B的掺杂剂可以相同或不同。例如，两根光纤116A-B可以具有相同的掺杂剂材料，例如铒，但是具有不同的浓度。同样，光纤116A-B中的一者可以具有掺杂剂材料的混合物，例如，一个环中的铒混合物，而光纤116A-B中的另一者可以具有不同的混合物，或者这两种光纤116A-B可以具有完全不同的掺杂剂材料。可以使用这些和其他变型。
图2是根据本文描述的至少一个实施方案布置的示例性双输出激光二极管200(下文称为“激光器200”)的横截面视图。激光器200可以包括本文中的其他激光器、被包括其他激光器中或与其他激光器对应。图2的横截面视图在平行于激光器200的端面且垂直于激光器200的光发射方向的平面中。光发射方向是进出图2中的页面，并且该方向也被称为纵向方向。
如图2所示，激光器200和激光二极管通常可以包括各种外延层，诸如衬底202、下包层204、下波导层206、有源层208、上波导层210、上包层212、阴极214以及阳极216。在其他实施方案中，激光器200可以包括除图2所示的层或元件之外附加的或与之不同的层或元件。激光器200的端面可以例如通过切开外延层形成在外延层中。
图2的配置包括具有多个量子阱(MQW)的有源层208，所述多量子阱嵌入下波导层206和上波导层210中并由下包层204和上包层212包围，所述下包层和下包层被配置为将光学模式限制在横向方向上，例如在图2中为竖直。
激光器200包括脊结构218以将光学模式限制在横向方向上，例如在图2中为水平。脊结构218与下波导层206和上波导层210以及下包层204和上包层212形成波导，所述波导在激光器200的端面之间纵向地(例如，进出图2中的页面)延伸并且被配置为引导由激光器200产生的光。
有源层208可以沿激光器200的全部或部分长度(例如，进出图2中的页面)纵向延伸。替代地或另外，阳极216可以沿激光器200的全部或部分长度纵向延伸，并且阳极216可以具有向其中注入电流的区域，被称为电流注入区域，所述区域可以沿阳极216的全部或部分长度纵向延伸。电流注入区域的长度可以确定激光器200内的光的受激发发射的纵向范围。沿有源层208的长度、阳极216的长度或阳极216的电流注入区域的长度纵向延伸的激光器200的一部分可以被称为激光器200的有源部分。激光器200的有源部分可以但不一定从一个端面纵向延伸到另一端面。
阴极214和阳极216电耦合到有源部分的相对侧。在图2的示例中，阴极214和阳极216具体地电耦合到激光器200的有源部分的底部和顶部。激光驱动器(诸如图1A的激光驱动器126)可以耦合到阳极216以将电驱动信号注入并通过激光器200到达阴极214。电驱动信号可以导致电子和空穴从相对侧注入有源层208中，在所述有源层中它们经由受激发发射重新组合以产生光子。
图3是根据本文描述的至少一个实施方案布置的另一个示例性双输出激光二极管300(下文称为“激光器300”)的俯视图。激光器300可以包括本文中的其他激光器、被包括其他激光器中或与其他激光器对应。如图3所示，激光器300可以包括第一端面302、第二端面304以及定位于第一端面302与第二端面304之间的有源部分306。
一般而言，有源部分306可以被配置为产生向第一端面302和第二端面304中的每一者传播的光。响应于将电驱动信号注入有源部分306中，有源部分306可以产生光。激光器300还可以包括阳极308和阴极310，它们电耦合到有源部分306的相对侧(例如，顶部和底部)以将电驱动信号注入阳极308与阴极310之间的有源部分306中。
第一端面302和第二端面304中的每一者可以具有低反射率。在示例中，第一端面302和第二端面304中的每一者处的低反射率通过从激光器302的晶片切割出激光器300并在切割的端面上形成AR涂层来实现。
在这些和其他实施方案中，第一端面302和第二端面304可以被配置为通过第一端面302或第二端面304透射由有源部分306产生的到达第一端面302或第二端面304的光的一部分(诸如大部分)。例如，第一端面302或第二端面304可以被配置为通过第一端面302或第二端面304透射由有源部分306产生的到达第一端面302或第二端面304的光的至少95％、97％或99％。在这些和其他实施方案中，第一端面302或第二端面304可以具有小于1％的反射率。反射率可以是或包括针对单个波长、多个波长或诸如激光器300的工作波长范围的波长范围的反射率。激光器300的工作波长范围可以与本文所述的其他工作波长范围相同或不同。
在一些实施方案中，第一端面302的反射率与第二端面304的反射率相同。因此，从第一端面302和第二端面304输出的光的光学功率可以相同或大致相同。
在一些实施方案中，第一端面302的反射率与第二端面304的反射率不同。因此，从第一端面302输出的光的光学功率可以与从第二端面304输出的光的光学功率不同。
有源部分306可以包括在第一端面302与第二端面304之间延伸的波导312。波导312可以包括关于图2描述的波导或其他合适的波导。波导312的靠近第一端面302的第一部分314可以具有第一透射率。波导312的靠近第二端面304的第二部分316可以具有第二透射率。第一透射率和第二透射率可以各自是或包括针对单个波长、多个波长或诸如激光器300的工作波长范围的波长范围的透射率。在这些和其他实施方案中，第一透射率和第二透射率可以大于95％、97％或99％。
波导312的第一部分314和第二部分316的第一透射率和第二透射率可以相同或不同。第一透射率和第二透射率可以取决于波导312的第一部分314和第二部分316的材料和结构。因此，可以根据需要选择波导312的第一部分314和第二部分316的材料或结构以从第一端面302和第二端面304输出具有相同或不同光学功率的光。
图4是根据本文描述的至少一个实施方案布置的另一个示例性双输出激光二极管400(下文称为“激光器300”)的俯视图。激光器400可以包括本文中的其他激光器、被包括其他激光器中或与其他激光器对应。如图4所示，激光器400可以包括第一端面402、第二端面404以及定位于第一端面402与第二端面404之间的有源部分406。激光器400可以另外包括波导408。第一端面402和第二端面404、有源部分406以及波导408通常可以与本文描述的其他激光器中的对应部件相同或类似的方式配置和操作。
激光器400可以另外包括反射结构410，所述反射结构形成在有源部分406中在有源部分406的第一部分412与第二部分414之间。反射结构410可以被配置为将有源部分406的第一部分412与有源部分406的第二部分414光学隔离。反射结构410可以包括蚀刻镜、DFB结构或形成在有源部分406中的其他合适结构。当被实现为DFB结构时，反射结构410可以将激光器400锁定到预定波长。
可以选择反射结构410在有源部分406内的布局以将有源部分406分成相等或不等长度的部分。例如，如图4所示，第一部分412比第二部分414长。一般而言，在所有其他参数都相同的条件下，更大的有源部分长度导致更大的光学功率输出。因此，如果需要，在双输出激光二极管的端面处提供不等光学功率的另一种选项是将双输出激光二极管配置为具有带有如图4所示的两个长度不等的部分的有源部分。
激光器400还可以包括电耦合到有源部分406的第一部分412的第一阳极416和第一阴极418以及电耦合到有源部分406的第二部分414的第二阳极420和第二阴极422。具体地，第一阳极416和第一阴极418可以电耦合到有源部分406的第一部分412的相对侧(例如，顶部和底部)，并且第二阳极420和第二阴极422可以电耦合到有源部分406的第二部分414的相对侧(例如，顶部和底部)。可以经由第一阳极416和第一阴极418通过第一部分412注入第一电驱动信号，并且可以经由第二阳极420和第二阴极422通过第二部分414注入第二电驱动信号。因此，虽然有源部分406的第一部分412和第二部分414一体地形成在单个结构(例如，激光器400的外延结构)中，但是它们仍然可以独立操作。
如上文所公开，本公开的双输出激光二极管可以分别提供第一泵浦光和第二泵浦光，因此在分开的光学路径上分开掺杂光纤。这种设计可以减少所需要的所需元件数量(即，激光二极管芯片的数量)并且可以简化光纤放大器的封装要求。
如下文所公开的，更紧凑的附加设计可以使用本公开的双输出激光二极管。这些附加设计不仅减少了所需要的所需元件的数量(即，激光二极管芯片的数量)，而且它们还可以简化光纤放大器的封装要求。
图5A示出了具有双输出激光二极管300的双光纤放大器系统500A，所述双输出激光二极管泵送设置在光学路径105上的两根掺杂光纤116A-B。(相同的附图标记用于其他图中公开的类似元件)。在光学路径105上，系统500A包括第一光学隔离器112、第一掺杂光纤116A、至少一个光束组合器114、第二掺杂光纤116B以及第二光学隔离器118。如将理解的，光学路径105可以包括光纤或其他合适的波导以将信号光从系统500A的输入传送到输出。
如图所示，双输出激光二极管300具有通向至少一个组合器114的相应泵浦路径106A-B。路径106A-B可以包括光纤或其他合适的波导以将来自激光二极管300的泵浦光P1-2传送到掺杂光纤116A-B中的对应一个掺杂光纤中。如图所示，至少一个组合器114可以是用于两个路径106A-B的共享组合器114。
如将理解的，至少一个组合器114可以基于使用熔接光纤技术并且被构造为四端口装置的泵耦合器，诸如在细节502中示意性地示出。耦合到端口A、B的信号波长(例如，1550nm)的信号光S沿所示方向通过并且可以保持在同一路径上。然而，来自泵浦波长(例如，980nm)的泵浦信号P的光将穿过另一路径。通常，例如，一个泵浦信号(例如，P2)在端口C处输入，但是另一端口D没有输入。泵浦信号(P2)将由此从端口C耦合到端口B。然而，这里在当前布置中，作为基于光纤的耦合器的一个组合器114能够添加两个泵浦信号(P1、P2)。一个泵浦信号(P1)可以从端口D传递到A，并且另一泵浦信号(P2)可以从端口C传递到B，而不会将泵浦光从端口A与B之间的路径中剥离出来。
替代地，如图5A的替代细节504所示，每个路径106A-B可以包括其自己的组合器114A-B。如果将两个传统的熔纤耦合器用于这些组合器114A-B，则添加到光学路径105的泵浦信号(P1、P2)将被相邻的熔纤耦合器从光学路径105中剥离出来。因此，这些组合器114A-B可以使用薄膜滤光耦合器，而不是使用熔纤耦合器。在这种情况下，泵浦波长为λ1-2Pump的泵浦信号(P1、P2)将如图所示被反射和引导。
可以使用其他布置。此外，本文公开的光纤放大器500A可以用作多级放大器链的一部分。一般而言，激光器300可以包括图3的泵浦激光器，所述泵浦激光器具有两个端面并且被配置为将来自两个端面中的每一者的泵浦光输出到泵浦路径106A-B中的对应一个泵浦路径。
无论如何，激光器300通过第一路径106A和至少一个组合器114以反向配置将第一泵浦光P1泵送到第一掺杂光纤116A，所述第一泵浦光被反向传播或后向泵送。激光器300同时通过第二路径106B和至少一个组合器114以正向配置将第二泵浦光P2泵送到第二掺杂光纤116B，所述第二泵浦光被共同传播或正向泵浦。
以后向泵送方向布置，第一泵浦光P1与主信号光S反向传播通过第一掺杂光纤116A。以反向泵浦方向布置，第二泵浦光P2与主信号光S共同传播通过第二掺杂光纤116B。
一般而言，掺杂光纤116A-B可以相同或不同；泵浦光P1-2的光学功率可以相同或不同；并且泵浦波长λ1-2Pump可以相同或不同，这是由于当前配置的多功能性和适合特定实现方式。此外，掺杂光纤116A-B的掺杂剂可以相同或不同。例如，两根光纤116A-B可以具有相同的掺杂剂材料，例如铒，但是具有不同的浓度。同样，光纤116A-B中的一者可以具有掺杂剂材料的混合物，例如，铒混合物，而光纤116A-B中的另一者可以具有不同的混合物，或者这两种光纤116A-B可以具有完全不同的掺杂剂材料。可以使用这些和其他变型。
与其他实施方案一样，系统500A还可以包括输入光学抽头108、输入光电二极管110、输出光学抽头120、输出光电二极管122以及用于控制激光器300的激光驱动器126的控制器124。
在操作期间，光学路径105上的光学信号S在输入抽头108处被接收，并且所述光学信号的一小部分(例如，2％)可以被输入抽头108引导到输入光电二极管110以测量光学信号S的光学功率。光学信号S的剩余部分(例如，98％)穿过输入抽头108和第一隔离器112，然后传递到第一掺杂光纤116A、至少一个组合器114和第二掺杂光纤116B。第一隔离器112可以被配置为防止或至少减少来自组合器114的背反射。
在后向泵浦配置中，至少一个组合器114将光学信号S与经由第一泵浦路径106A从激光器300接收的泵浦光P1组合。在正向泵浦配置中，至少一个组合器114将光学信号S与经由另一泵浦路径106B从激光器300接收的泵浦光P2组合。
如所提及的，光学信号S具有波长λIn，并且在至少一个组合器114处接收的泵浦光P1-2具有波长λ1Pump和λ2Pump。λ1Pump和λ2Pump的值可以相同或不同。此外，选择λ1Pump和λ2Pump的值以在掺杂光纤116A-B内存在特定稀土掺杂剂的情况下向以λIn操作的光学信号S提供光学放大。如本文所提及，掺杂剂可以是铒、镱或其他掺杂剂。
来自激光二极管200的泵浦光P1-2连同待放大主信号S一起传播通过掺杂光纤116A-B的纤芯，并且泵浦光P1-2为活性掺杂剂提供能量。
当掺杂剂为铒时，由激光器300发射的泵浦光的波长λ1Pump或λ2Pump可以为约980纳米(nm)(例如，970nm至990nm)，诸如波长为972nm、974nm、976nm或978nm。在一些实施方案中，波长λ1Pump或λ2Pump为约980纳米的泵浦光可以被配置为当光学信号S的波长λIn为约1550nm(诸如C频带中的波长(～1525nm至1570nm))或约1590nm(诸如L频带中的波长(～1570nm至1625nm))时在掺杂光纤116A-B中对光学信号S提供放大。
在反向泵浦配置中，至少一个组合器114将泵浦光P1输出到第一反向传播掺杂光纤116A。波长为λ1Pump的泵浦光P1激励掺杂光纤116A中的离子，并且波长为λIn的光学信号S与激励离子相互作用。具体地，波长为λIn的光学信号S的光子激发对来自波长为λIn的激励离子的光子的发射以产生放大信号SA的至少一部分。如将理解的，放大信号SA的这部分通过共同传播的掺杂光纤116B以供进一步放大。
在正向泵浦配置中，至少一个组合器114将与泵浦光P2组合的光学信号S输出到第二共传播掺杂光纤116B。波长为λ2Pump的泵浦光P2激励掺杂光纤116B中的离子，并且波长为λIn的光学信号S与激励离子相互作用。具体地，波长为λIn的光学信号S的光子激发对来自波长为λIn的激励离子的光子的发射以产生放大信号SA的至少另一部分。
在泵送之后，放大信号SA穿过第二隔离器118到达输出抽头120。输出抽头120将放大信号SA的一小部分引导到输出光电二极管122，以测量放大信号SA的光学功率。放大信号SA的剩余部分穿过输出抽头120并从光纤放大器系统500A输出。
如上文提及的，系统500A可以包括控制器124和激光驱动器126。控制器124可以通信地耦合到输入光电二极管110和输出光电二极管122以测量输入信号S相对于放大信号SA的放大。激光驱动器126可以通信地耦合到控制器124和激光器300，并且激光驱动器126通常被配置为按照控制器124的指示将电驱动信号施加到激光器300。由激光器300发射的泵浦光的光学功率可以由电驱动信号确定。例如，激光器300可以发射具有与电驱动信号的电流成比例或与其具有某种其他已知关系的光学功率的泵浦光P1-2。
控制器124可以将输入信号S(由输入光电二极管110测量)的光学功率与放大信号SA(由输出光电二极管122测量)的光学功率进行比较以确定光纤放大器系统500A的增益。如果增益高于或低于目标增益，则激光驱动器126可以调整电驱动信号以增加或减少光纤放大器系统500A增益。
在图5A中，来自激光器300的两个端面的泵浦光P1-2的光学功率可以不是彼此独立的。在这种布置中，系统500A可以具有单个控制器124和单个激光驱动器126。在图5B的替代实施方案中，激光系统500B包括如图4中的激光器400，所述激光器包括由对应的激光驱动器126A-B独立控制以独立控制光纤放大器系统500B中的增益的两个部分。在该示例中，根据先前公开的细节，通过将来自独立激光驱动器126A-B的独立电驱动信号提供给激光器400的独立部分来独立地控制来自激光器400的两个端面的泵浦光P1-2的光学功率。
图6A示出了具有双输出激光二极管300的另一个双光纤放大器系统600A，所述双输出激光二极管在正向泵浦和反向泵浦两者中泵送同一掺杂光纤116。(相同的附图标记用于其他图中公开的类似元件)。系统600A包括光学路径105，所述光学路径具有第一光学隔离器112、第一光束组合器114A、掺杂光纤116、第二光束组合器114以及第二光学隔离器118。如将理解的，光学路径105可以包括光纤或其他合适的波导以将信号光从系统600A的输入传送到输出。
如图所示，双输出激光二极管300具有通向相应组合器114-B的泵浦路径106A-B。泵浦路径106A-B可以包括光纤或其他合适的波导以将来自激光二极管300的泵浦光P1-2传送到掺杂光纤116中。
光纤系统600A相对于掺杂光纤116沿相反的正向泵浦方向和后向泵浦方向布置。激光器300通过第一路径106A和组合器114A以正向配置将第一泵浦光P1泵送到掺杂光纤116，并且激光器300同时通过第二路径106B和组合器114B以反向配置将第二泵浦光P2泵送到掺杂光纤116。以正向泵送方向布置，第一泵浦光P1与主信号光S共同传播通过掺杂光纤116。作为二向色泵浦耦合器的第二组合器114B还可以防止任何残留的泵浦光作为信号输出传递。以后向泵送方向布置，第二泵浦光P2与主信号光S反向传播通过同一掺杂光纤116。一般而言，泵浦光P1-2的光学功率可以相同或不同；并且泵浦波长λ1-2Pump可以相同或不同，这是由于当前配置的多功能性和适合特定实现方式。
可以使用其他布置。此外，本文公开的光纤放大器500A可以用作多级放大器链的一部分。一般而言，激光器300可以包括图3的泵浦激光器，所述泵浦激光器具有两个端面并且被配置为将来自两个端面中的每一者的泵浦光P1-2输出到泵浦路径106A-B中的对应一个泵浦路径。例如，细节602中所示的替代配置可以使泵浦光P1-2被泵送到组合器114A-B之间多于一根掺杂光纤116A-B中。如果可行，可以使用符合这些示例的其他拓扑。
与其他实施方案一样，系统600A还可以包括输入光学抽头108、输入光电二极管110、输出光学抽头120、输出光电二极管122以及用于控制激光器300的激光驱动器126的控制器124。
在操作期间，光学信号S在输入抽头108处被接收，并且所述光学信号的一小部分(例如，2％)可以被输入抽头108引导到输入光电二极管110以测量光学信号S的光学功率。光学信号S的剩余部分(例如，98％)穿过输入抽头108和第一隔离器112，然后传递到第一组合器114A、掺杂光纤116和第二组合器114B。第一隔离器112可以被配置为防止或至少减少来自组合器114A的背反射。
在正向泵浦配置中，组合器114A将光学信号S与经由泵浦路径106A从激光器300接收的泵浦光P1组合。波长为λ1Pump的泵浦光P1激励掺杂光纤116中的离子，并且波长为λIn的光学信号S与激励离子相互作用。在反向泵浦配置中，组合器114B将光学信号S与经由通向掺杂光纤116的另一泵浦路径106B从激光器300接收到的泵浦光P2组合。波长为λ2Pump的泵浦光P2激励掺杂光纤116B中的离子，并且波长为λIn的光学信号S与激励离子相互作用。
在泵送之后，放大信号SA穿过第二隔离器118到达输出抽头120。输出抽头120将放大信号SA的一小部分引导到输出光电二极管122，以测量放大信号SA的光学功率。放大信号SA的剩余部分穿过输出抽头120并从光纤放大器系统100B输出。
如上文提及的，系统600A可以包括控制器124和激光驱动器126。控制器124可以通信地耦合到输入光电二极管110和输出光电二极管122以测量输入信号S到SA的放大。激光驱动器126可以通信地耦合到控制器124和激光器300，并且激光驱动器126通常被配置为按照控制器124的指示将电驱动信号施加到激光器300。由激光器300发射的泵浦光P1-2的光学功率可以由电驱动信号确定。例如，激光器300可以发射具有与电驱动信号的电流成比例或与其具有某种其他已知关系的光学功率的泵浦光。
控制器124可以将输入信号S(由输入光电二极管110测量)的光学功率与放大信号SA(由输出光电二极管122测量)的光学功率进行比较以确定光纤放大器系统600A的增益。如果增益高于或低于目标增益，则激光驱动器126可以调整电驱动信号以增加或减少光纤放大器系统600A增益。
在图6A中，来自激光器300的两个端面的泵浦光P1-2的光学功率可以不是彼此独立的。在这种布置中，系统600A可以具有单个控制器124和单个激光驱动器126。在图6B的替代实施方案中，激光系统600B包括如图4中的激光器400，所述激光器包括由对应的激光驱动器126A-B独立控制以独立控制光纤放大器系统600B中的增益的两个部分。在该示例中，根据先前公开的细节，通过将来自独立激光驱动器126A-B的独立电驱动信号提供给激光器400的独立部分来独立地控制来自激光器400的两个端面的泵浦光P1-2的光学功率。
现在将描述用于操作双输出激光二极管或双光纤放大器系统的示例性方法。双输出激光二极管可以包括激光器102、200、300、400中的任一者或本文所述的其他激光器。双光纤放大器系统可以包括系统100A或本文所述的其他双光纤放大器系统。
所述方法可以包括将电驱动信号注入双输出激光二极管的有源部分中，所述有源部分定位于双输出激光二极管的第一端面与第二端面之间。将电驱动信号注入有源部分中可以包括例如经由图2至图3的阳极216、310和阴极214、308将单个电驱动信号注入有源部分中。
替代地或另外，将电驱动信号注入有源部分中可以包括经由第一阳极416和第一阴极418将第一电驱动信号注入有源部分的第一部分(例如，图4的第一部分412)中；以及经由第二阳极420和第二阴极422将第二电驱动信号注入有源部分的第二部分(例如，图4的第二部分414)中。有源部分的第一部分可以例如通过反射结构(诸如图4的反射结构410)与有源部分的第二部分光学地隔离。
所述方法可以包括响应于电驱动信号的注入而在双输出激光二极管的有源部分中产生光。
所述方法可以包括向第一端面和第二端面中的每一者传播光。具体地，所产生的光中的一些可以朝向第一端面传播，并且所产生的光中的一些可以朝向第二端面传播。
所述方法可以包括通过第一端面透射到达第一端面的大部分光。通过第一端面透射到达第一端面的大部分光可以包括通过第一端面透射到达第一端面的光的至少99％。
所述方法可以包括通过第二端面透射到达第二端面的大部分光。通过第二端面透射到达第二端面的大部分光可以包括通过第二端面透射到达第二端面的光的至少99％。
在一些实施方案中，所述方法还可以包括：将透射通过第一端面的光耦合到第一光纤放大器的第一泵浦输入光纤中以及将透射通过第二端面的光耦合到第二光纤放大器的第二泵浦输入光纤中。所述方法还可以包括例如如关于图1A所描述的那样操作第一光纤放大器和第二光纤放大器中的每一者。
以上对优选实施方案和其他实施方案的描述并不旨在限制或约束申请人所构想的发明概念的范围或适用性。受益于本公开将理解，根据公开主题的任何实施方案或方面的上述特征可以在任何其他实施方案或所公开主题的方面中单独或与任何其他描述的特征组合使用。

Claims (20)

1.一种能够与至少一个电驱动信号一起操作以用于放大光学路径上的信号光的光纤放大器，所述信号光具有信号波长，所述光纤放大器包括：
激光二极管，所述激光二极管具有定位于第一端面与第二端面之间的有源部分，所述有源部分被配置为响应于将所述电驱动信号注入所述有源部分中而产生分别朝向所述第一端面和所述第二端面传播的第一泵浦光和第二泵浦光，所述第一泵浦光和所述第二泵浦光具有与所述信号波长不同的至少一个泵浦波长；以及
至少一根掺杂光纤，所述至少一根掺杂光纤设置在所述光学路径上并掺杂有活性掺杂剂，所述至少一根掺杂光纤具有传播通过其中的所述信号光以及所述第一泵浦光和所述第二泵浦光的至少一部分，所述第一泵浦光和所述第二泵浦光的所述至少一个泵浦波长被配置为与所述至少一根掺杂光纤的所述活性掺杂剂相互作用，由此放大所述信号光。
2.根据权利要求1所述的光纤放大器，其包括至少一个光纤布拉格光栅FBG，所述至少一个FBG被配置为将来自所述第一端面和所述第二端面中的至少一者的所述第一泵浦光和所述第二泵浦光中的至少一者锁定到所述至少一个泵浦波长。
3.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中：
所述有源部分包括波导，所述波导在所述第一端面与所述第二端面之间延伸；
所述波导的靠近所述第一端面的第一部分至少在所述至少一个泵浦波长下具有第一透射率；
所述波导的靠近所述第二端面的第二部分至少在所述至少一个泵浦波长下具有第二透射率；并且
所述第一透射率与所述第二透射率不同。
4.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中所述第一端面至少在所述至少一个泵浦波长下包括第一反射率；其中所述第二端面至少在所述至少一个泵浦波长下包括第二反射率；并且其中所述第一反射率与所述第二反射率不同。
5.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中所述激光二极管的所述有源部分还包括反射结构，所述反射结构形成在所述有源部分中在所述有源部分的第一部分与第二部分之间，所述反射结构被配置为至少部分地隔离所述第一泵浦光和所述第二泵浦光从所述第一部分和所述第二部分中的一者到另一者的光学通信。
6.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中所述信号波长在1550nm范围内，其中所述至少一个泵浦波长在980nm和/或1480nm范围内；并且其中所述光纤的所述掺杂剂包括铒。
7.根据权利要求1所述的光纤放大器，所述信号光具有带所述信号波长中的第一信号波长的第一信号光部分并且具有带所述信号波长中的第二信号波长的第二信号光部分，其中所述至少一根掺杂光纤包括：
所述至少一根掺杂光纤中的第一掺杂光纤，所述第一掺杂光纤设置在所述光学路径中的第一光学路径上并掺杂有所述活性掺杂剂中的第一活性掺杂剂，所述第一掺杂光纤具有传播通过其中的所述第一信号光部分和所述第一泵浦光；以及
所述至少一根掺杂光纤中的第二掺杂光纤，所述第二掺杂光纤设置在所述光学路径中的第二光学路径上并掺杂有所述活性掺杂剂中的第二活性掺杂剂，所述第二掺杂光纤具有传播通过其中的所述第二信号光部分和所述第二泵浦光。
8.根据权利要求7所述的光纤放大器，其包括：
第一组合器，所述第一组合器设置在所述第一光学路径上并且被配置为在所述第一光学路径上组合所述第一泵浦光；以及
第二组合器，所述第二组合器设置在所述第二光学路径上并且被配置为在所述第二光学路径上组合所述第二泵浦光。
9.根据权利要求8所述的光纤放大器，其中所述第一泵浦光与所述第二泵浦光不同；其中所述第一泵浦光的所述至少一个泵浦波长中的第一泵浦波长与所述第二泵浦光的所述至少一个泵浦波长中的第二泵浦波长不同；其中所述第一掺杂光纤与所述第二掺杂光纤不同；或者其中所述第一活性掺杂剂与所述第二活性掺杂剂不同。
10.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中所述至少一根掺杂光纤包括：
所述至少一根掺杂光纤中的第一掺杂光纤，所述第一掺杂光纤设置在所述光学路径上并掺杂有所述活性掺杂剂中的第一活性掺杂剂，所述第一掺杂光纤具有传播通过其中的所述信号光并具有反向传播通过其中的所述第一泵浦光；以及
所述至少一根掺杂光纤中的第二掺杂光纤，所述第二掺杂光纤设置在所述光学路径上并掺杂有所述活性掺杂剂中的第二活性掺杂剂，所述第二掺杂光纤具有传播通过其中的所述信号光并具有共同传播通过其中的所述第二泵浦光。
11.根据权利要求10所述的光纤放大器，其还包括至少一个组合器，所述组合器被配置为在所述光学路径上组合所述第一泵浦光和所述第二泵浦光。
12.根据权利要求11所述的光纤放大器，其中所述至少一个组合器包括：
所述至少一个组合器中的第一组合器，所述第一组合器设置在所述光学路径上在所述第一掺杂光纤与所述第二掺杂光纤之间并且被配置为在所述光学路径上组合所述第一泵浦光；以及
所述至少一个组合器中的第二组合器，所述第二组合器设置在所述第一掺杂光纤与所述第一组合器之间并且被配置为在所述光学路径上组合所述第二泵浦光。
13.根据权利要求10所述的光纤放大器，其中所述第一泵浦光与所述第二泵浦光不同；其中所述第一泵浦光的所述至少一个泵浦波长中的第一泵浦波长与所述第二泵浦光的所述至少一个泵浦波长中的第二泵浦波长不同；其中所述第一掺杂光纤与所述第二掺杂光纤不同；或者其中所述第一活性掺杂剂与所述第二活性掺杂剂不同。
14.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中所述第一泵浦光共同传播通过所述至少一根掺杂光纤；并且其中所述第二泵浦光反向传播通过相同的所述至少一根掺杂光纤。
15.根据权利要求13所述的光纤放大器，其包括：
第一组合器，所述第一组合器设置在所述光学路径上在所述至少一根掺杂光纤的上游并且被配置为在所述光学路径上组合所述第一泵浦光；以及
第二组合器，所述第二组合器设置在所述光学路径上在所述至少一根掺杂光纤的下游并且被配置为在所述光学路径上组合所述第二泵浦光。
16.根据权利要求14所述的光纤放大器，其包括设置在所述第一组合器与所述第二组合器之间的所述至少一根掺杂光纤中的多于一根掺杂光纤。
17.一种与具有信号波长的信号光一起使用的方法，所述方法包括：
使所述信号光穿过设置在光学路径上并掺杂有活性掺杂剂的至少一根掺杂光纤；
将电驱动信号注入双输出激光二极管的有源部分中，所述有源部分定位于所述双输出激光二极管的第一端面与第二端面之间；
响应于将所述电驱动信号注入所述有源部分中而产生分别朝向所述第一端面和所述第二端面传播的第一泵浦光和第二泵浦光，所述第一泵浦光和所述第二泵浦光具有与所述信号波长不同的至少一个泵浦波长；以及
通过以下方式放大所述信号光：
相对于所述信号光穿过所述至少一根掺杂光纤从所述第一端面传播所述第一泵浦光并且使所述第一泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用；并且
相对于所述信号光穿过所述至少一根掺杂光纤从所述第二端面传播所述第二泵浦光并且使所述第二泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用。
18.根据权利要求17所述的方法，所述信号光具有带所述信号波长中的第一信号波长的第一信号光部分并且具有带所述信号波长中的第二信号波长的第二信号光部分，其中放大所述信号光包括：
在所述第一信号光部分穿过所述光学路径中的第一光学路径上的所述至少一根掺杂光纤中的第一掺杂光纤的情况下从所述第一端面传播所述第一泵浦光并且使所述第一泵浦光与所述第一掺杂光纤相互作用；并且
在所述第二信号光部分穿过所述光学路径中的第二光学路径上的所述至少一根掺杂光纤中的第二掺杂光纤的情况下从所述第二端面传播所述第二泵浦光并且使所述第二泵浦光与所述掺杂光纤相互作用。
19.根据权利要求17所述的方法，其中放大所述信号光包括：
相对于所述信号光穿过所述光学路径上的所述至少一根掺杂光纤中的第一掺杂光纤从所述第一端面反向传播所述第一泵浦光并且使所述第一泵浦光与所述第一掺杂光纤相互作用；并且
在所述信号光穿过相同的所述光学路径上的所述至少一根掺杂光纤中的第二掺杂光纤的情况下从所述第二端面共同传播所述第二泵浦光并且使所述第二泵浦光与所述第二掺杂光纤相互作用。
20.根据权利要求17所述的方法，其中放大所述信号光包括：
在所述信号光穿过所述光学路径上的所述至少一根掺杂光纤的情况下从所述第一端面共同传播所述第一泵浦光并且使所述第一泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用；并且
在所述信号光穿过相同的所述光学路径上的所述至少一根掺杂光纤的情况下从所述第二端面反向传播所述第二泵浦光并且使所述第二泵浦光与所述至少一根掺杂光纤相互作用。
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