CN115986535A - 双向拉曼隔离光纤放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向拉曼隔离光纤放大器，包括光纤振荡级、QBH输出光纤以及设于光纤振荡级和QBH输出光纤之间的至少一个光纤放大级，光纤放大级的前端设有双向拉曼隔离单元。本发明的双向拉曼隔离光纤放大器实现了同时隔离光纤振荡级向光纤放大级、光纤放大级向光纤振荡级以及光纤放大级之间相互注入的拉曼光，抑制光纤放大级和光纤振荡级的受激拉曼散射效应，显著提升了系统的受激拉曼散射效应阈值，可以获得更高的激光功率输出。

Description

双向拉曼隔离光纤放大器

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种双向拉曼隔离光纤放大器。

背景技术

光纤激光具有高效率、高光束质量、高紧凑度等优点，被广泛应用于远距离探测、生物医疗、定向能、激光加工领域中。目前，高功率光纤放大器已经实现了20kW近衍射极限激光输出。提升高功率光纤放大器功率面临多方面物理问题，包括：泵浦亮度、非线性效应、模式不稳定、热透镜效应等，其中受激拉曼散射效应是限制光纤放大器功率提升的关键问题之一。

公开号为CN109193337A的中国专利文献公开了一种抑制光纤放大器中受激拉曼散射效应的方案，其特点是在光纤放大器的振荡级和放大级之间加入拉曼倾斜光栅，利用拉曼倾斜光栅将振荡级输出光中的拉曼光滤除，减少进入放大级的拉曼光，提升放大器的受激拉曼散射效应阈值。该方案实现了将从振荡级向放大级注入的拉曼光隔离，一定程度上提升了放大级的受激拉曼散射效应阈值，但是不能隔离从光纤放大器反向注入光纤振荡级的拉曼光。实际上，放大级中的受激拉曼散射效应会产生前向与后向传输的拉曼光，后向传输拉曼光会反向注入光纤振荡级，造成两方面影响，一是有可能导致光纤振荡级中的器件损坏，二是会加剧振荡级中的受激拉曼散射效应，增加振荡级输出光中的拉曼光比例，从而导致进入放大级中的拉曼光功率增加，加剧放大器的受激拉曼散射效应，最终导致系统的受激拉曼散射效应阈值下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有更高的受激拉曼散射效应阈值和更高的激光功率输出的双向拉曼隔离光纤放大器，通过在光纤振荡级和放大级之间、放大级与放大级之间，加入双向拉曼隔离单元，实现同时隔离光纤振荡级向光纤放大级、光纤放大级向光纤振荡级以及光纤放大级之间相互注入的拉曼光，抑制光纤放大级和光纤振荡级的受激拉曼散射效应，提升系统的受激拉曼散射效应阈值。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种双向拉曼隔离光纤放大器，包括光纤振荡级、QBH输出光纤以及设于所述光纤振荡级和QBH输出光纤之间的至少一个光纤放大级，所述光纤放大级的前端设有双向拉曼隔离单元。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述双向拉曼隔离单元包括双包层光纤和设于所述双包层光纤纤芯内的第一拉曼倾斜光栅和第二拉曼倾斜光栅，所述第一拉曼倾斜光栅和所述第二拉曼倾斜光栅均为啁啾型双包层光纤光栅，所述第一拉曼倾斜光栅与所述第二拉曼倾斜光栅的长周期端相对，所述第一拉曼倾斜光栅的短周期端朝向所述双向拉曼隔离单元的信号光输入端，所述第二拉曼倾斜光栅的短周期端朝向所述双向拉曼隔离单元的信号光输出端。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述第一拉曼倾斜光栅将沿所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤纤芯传输、由所述第一拉曼倾斜光栅的短周期端入射的拉曼光反射至所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤内包层中，形成的反射光与所述拉曼光的传输方向相反。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述第一拉曼倾斜光栅的中心波长等于所述光纤振荡级的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述第二拉曼倾斜光栅将沿所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤纤芯传输、由所述第二拉曼倾斜光栅的短周期端入射的拉曼光反射至所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤内包层中，形成的反射光与所述拉曼光的传输方向相反。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述第二拉曼倾斜光栅的中心波长等于所述光纤振荡级的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述光纤振荡级的输出光纤、所述光纤放大级的输入光纤和输出光纤、所述QBH输出光纤均为双包层光纤。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，设所述双向拉曼隔离单元的个数为n，所述光纤放大级的个数也为n，n≥1，n为整数，与所述光纤振荡级连接的双向拉曼隔离单元记为第一个双向拉曼隔离单元，与第一个双向拉曼隔离单元连接的光纤放大级记为第一个光纤放大级，则：

当n＝1时，所述第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，所述第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤和QBH输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等；

当n＞1时，所述第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第二个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第三个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第二个光纤放大级的输入光纤、第二个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，以此类推，第n个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第n-1个光纤放大级的输入光纤、第n-1个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第n个光纤放大级的输入光纤、第n个光纤放大级的输出光纤和QBH输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等。

也就是说，当n＝1时，第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级的输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等，第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤、QBH输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等；当n＞1时，第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级的输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等，第二个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等，第三个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第二个光纤放大级的输入光纤、第二个光纤放大级的输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等，以此类推，第n个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第n-1个光纤放大级的输入光纤、第n-1个光纤放大级的输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等，第n个光纤放大级的输入光纤、第n个光纤放大级的输出光纤和QBH输出光纤分别在纤芯直径、纤芯数值孔径、内包层外径、内包层数值孔径上对应相等。

上述的双向拉曼隔离光纤放大器，优选的，所述光纤振荡级的输出光纤、所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤、所述光纤放大级的输入光纤、所述光纤放大级的输出光纤和所述QBH输出光纤的纤芯直径控制在10μm～25μm范围，纤芯数值孔径控制在0.065～0.075范围，内包层外径控制在125μm～400μm范围，内包层数值孔径控制在0.45～0.47范围。

本发明中，QBH输出光纤即带激光输出端帽的光纤，QBH全称quartz bulk head，即激光输出端帽，为常规器件。

本发明中，双向拉曼隔离单元在制备时，可以在一根双包层光纤上刻写第一拉曼倾斜光栅和第二拉曼倾斜光栅，或者将多根双包层光纤与带有第一拉曼倾斜光栅的双包层光纤、带有第二拉曼倾斜光栅的双包层光纤进行串联熔接而成，其中，第一拉曼倾斜光栅与第二拉曼倾斜光栅的长周期端呈相对设置(也可称为是长周期端熔接)，即只要双向拉曼隔离单元是由双包层光纤和拉曼倾斜光栅按本发明的设计要求构成，均属于本发明的双向拉曼隔离单元定义的范畴，不受其制备方法的限制。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

以CN109193337A为典型的现有技术是通过在光纤振荡级和光纤放大级之间加入拉曼倾斜光栅，滤除光纤振荡级产生的向光纤放大级注入的拉曼光，实现提升光纤放大器系统的受激拉曼散射效应阈值。该技术缺陷是不能滤除从光纤放大级产生的向光纤振荡级注入的拉曼光，而向光纤振荡级传输的拉曼光一方面有可能导致光纤振荡级中的器件损坏，另一方面会加剧光纤振荡级中的受激拉曼散射效应，增加光纤振荡级输出光中的拉曼光比例，从而导致进入光纤放大级中的拉曼光功率增加，加剧放大器的受激拉曼散射效应，最终导致系统的受激拉曼散射效应阈值下降。

本发明通过在光纤放大级前端加入双向拉曼隔离单元，双向拉曼隔离单元由第一拉曼倾斜光栅和第二拉曼倾斜光栅组成，第一拉曼倾斜光栅和第二拉曼倾斜光栅的长周期端相接，第一拉曼倾斜光栅的短周期端朝向双向拉曼隔离单元的双包层光纤的输入端，第二拉曼倾斜光栅的短周期端朝向双向拉曼隔离单元的双包层光纤的输出端，第一拉曼倾斜光栅滤除从双向拉曼隔离单元的双包层光纤输入端进入双向拉曼隔离单元的拉曼光，第二拉曼倾斜光栅滤除从双向拉曼隔离单元的双包层光纤输出端进入双向拉曼隔离单元的拉曼光，因此本发明设计的光纤放大器可以具有同时隔离光纤振荡级向光纤放大级、光纤放大级向光纤振荡级以及光纤放大级之间相互注入的拉曼光的特点，可以高效抑制光纤振荡级和光纤放大级的受激拉曼散射效应，相比于现有技术，可以更进一步提升系统的受激拉曼散射效应阈值。

按照拉曼倾斜光栅的常规设计原理，拉曼倾斜光栅只能将从短周期端入射的激光中的拉曼光成分滤除，因此，现有技术认为在使用拉曼倾斜光栅时只有当信号激光从短周期端入射时方可实现有效的拉曼光滤除，常规的激光器设计(包括CN109193337A)都是按照信号光从拉曼倾斜光栅的短周期端入射的规定来设计。而本发明中的双向拉曼隔离单元包括了长周期端相对的第一拉曼倾斜光栅和第二拉曼倾斜光栅，第一拉曼倾斜光栅满足拉曼倾斜光栅的常规使用方式，可以滤除信号光中的拉曼光，但信号光继续从第二拉曼倾斜光栅的长周期端入射，不符合拉曼倾斜光栅的常规使用方式，甚至可能被本领域技术人员认为是“违规使用”的范畴，认为不能滤除信号光中的拉曼光。但是，在大量实验过程中，申请人发现，虽然信号光从第二拉曼倾斜光栅长周期端入射违背了拉曼倾斜光栅的常规使用方式，但是放大器系统的受激拉曼散射效应抑制效果却优于信号光从第二拉曼倾斜光栅短周期端入射时的效果(即CN109193337A的技术方案)，这也是本发明的核心创新点，同时克服了现有技术的技术偏见，其本质原因正是由于本发明中的第二拉曼倾斜光栅的设计，使得有效滤除了从双向拉曼隔离单元输出端注入的拉曼光，第一拉曼倾斜光栅有效滤除了从双向拉曼隔离单元输入端注入的拉曼光，两者组成的双向拉曼隔离单元实现了拉曼光的双向隔离，即同时隔离光纤振荡级向光纤放大级、光纤放大级向光纤振荡级以及光纤放大级之间相互注入的拉曼光，才产生了本领域预料不到的技术效果，高效地抑制了光纤振荡级和光纤放大级的受激拉曼散射效应，并且显著提升了系统的受激拉曼散射效应阈值。

附图说明

图1为本发明实施例1中双向拉曼隔离单元的结构示意图。

图2为本发明实施例1的双向拉曼隔离光纤放大器的结构示意图。

图3为现有技术CN109193337A设计的光纤放大器的输出光谱图。

图4为本发明实施例1的双向拉曼隔离光纤放大器的输出光谱图。

图5为本发明实施例2的双向拉曼隔离光纤放大器的结构示意图。

图例说明：

1、第一双包层光纤；11、第一纤芯；12、第一内包层；13、第一外包层；2、第一拉曼倾斜光栅；3、第二拉曼倾斜光栅；4、拉曼光；5、反射光；6、光纤振荡级；71、第一双向拉曼隔离单元；72、第二双向拉曼隔离单元；81、第一光纤放大级；82、第二光纤放大级；9、QBH输出光纤。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。

实施例1：

一种本发明的双向拉曼隔离光纤放大器，具体为双向拉曼隔离一级光纤放大器，结构如图2所示，包括光纤振荡级6、QBH输出光纤9以及设于光纤振荡级6和QBH输出光纤9之间的一个第一光纤放大级81，第一光纤放大级81的前端设有第一双向拉曼隔离单元71。

本实施例中，第一双向拉曼隔离单元71的结构如图1所示，由双包层光纤、第一拉曼倾斜光栅2和第二拉曼倾斜光栅3组成，该双包层光纤即图中第一双包层光纤1。第一拉曼倾斜光栅2与第二拉曼倾斜光栅3均刻写在双包层光纤的纤芯中，双包层光纤的纤芯即第一纤芯11。第一拉曼倾斜光栅2和第二拉曼倾斜光栅3均为啁啾型双包层光纤光栅，第一拉曼倾斜光栅2与第二拉曼倾斜光栅3的长周期端相对，第一拉曼倾斜光栅2的短周期端朝向第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的信号光输入端(即图1左侧)。第二拉曼倾斜光栅3的短周期端朝向第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的信号光输出端(即图1右侧)。

本实施例中，第一拉曼倾斜光栅2将沿双包层光纤的纤芯(第一纤芯11)传输、由第一拉曼倾斜光栅2的短周期端入射的拉曼光4反射至双包层光纤的内包层中反向传输的反射光5中，双包层光纤1的内包层即第一内包层12，双包层光纤1的外包层即第一外包层13。

本实施例中，第一拉曼倾斜光栅2的中心波长等于光纤振荡级6的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

本实施例中，第二拉曼倾斜光栅3将沿双包层光纤的纤芯(第一纤芯11)传输、由第二拉曼倾斜光栅2的短周期端入射的拉曼光4反射至在双包层光纤的内包层(第一内包层12)中反向传输的反射光5中。

本实施例中，第二拉曼倾斜光栅3的中心波长等于光纤振荡级6的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

本实施例中，光纤振荡级6的输出光纤、第一光纤放大级81的输入光纤和输出光纤、QBH输出光纤9均为双包层光纤。

本实施例中，光纤振荡级6的输出光纤与第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，纤芯直径等于10μm，纤芯数值孔径等于0.065，内包层外径等于125μm，内包层数值孔径等于0.46。

本实施例中，第一光纤放大级81的输入光纤、第一光纤放大级81的输出光纤和QBH输出光纤9纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，纤芯直径等于20μm，纤芯数值孔径等于0.065，内包层外径等于400μm，内包层数值孔径等于0.46。

采用本实施例结构的双向拉曼隔离单元可以将从双向拉曼隔离单元的双包层光纤输入端和输出端注入的拉曼光4滤除，即第一双向拉曼隔离单元71可以滤除光纤振荡级6向第一光纤放大级81注入的拉曼光4和第一光纤放大级81向光纤振荡级6反向注入的拉曼光4，抑制光纤振荡级6和第一光纤放大级81中的受激拉曼散射效应，提升光纤放大器系统的受激拉曼散射效应阈值。

图3展示了采用现有技术CN109193337A的技术方案设计的光纤放大器的输出光谱，该放大器由光纤振荡级和一级光纤放大级组成，在光纤振荡级和光纤放大级中间加入了两个拉曼倾斜光栅，两个拉曼倾斜光栅的短周期端均朝向光纤振荡级的输出光纤，以保证滤除光纤振荡级中的拉曼光。图4给出了采用本实施例设计的双向拉曼隔离光纤放大器的输出光谱。可以看出，采用现有技术设计的光纤放大器在3660W输出功率时的光谱中已出现很强的拉曼光(对应光谱中长波方向的尖峰)，说明该放大器此时的输出功率已经超过了受激拉曼散射效应阈值，即受激拉曼散射效应阈值低于3660W。而采用本实施例设计的双向拉曼隔离光纤放大器，在输出功率达到5000W时，光谱中仍旧未出现明显的拉曼光，如图4所示，这表明采用本实施例设计的光纤放大器的受激拉曼散射效应阈值高于5000W。通过图3和图4的结果对比可知，同样是在光纤振荡级和光纤放大级之间加入两个拉曼倾斜光栅，采用本发明设计的双向拉曼隔离光纤放大器具有更好的受激拉曼散射效应抑制效果，可以大幅度提升光纤放大器的受激拉曼散射效应阈值。

实施例2：

一种本发明的双向拉曼隔离光纤放大器，具体为双向拉曼隔离两级光纤放大器，结构如图5所示，包括光纤振荡级6、QBH输出光纤9以及设于光纤振荡级6和QBH输出光纤9之间的两个光纤放大级，各光纤放大级的前端均设有一个双向拉曼隔离单元。两个光纤放大级由左至右依次记为第一光纤放大级81和第二光纤放大级82，两个双向拉曼隔离单元由左至右依次为第一双向拉曼隔离单元71和第二双向拉曼隔离单元72。具体地，光纤振荡级6的输出光纤连接第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的输入端，第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的输出端连接第一光纤放大级81的输入光纤，第一光纤放大级81的输出光纤连接第二双向拉曼隔离单元72双包层光纤的输入端，第二双向拉曼隔离单元72的双包层光纤输出端连接第二光纤放大级82的输入光纤，第二光纤放大级82的输出光纤连接QBH输出光纤9的输出光纤。

本实施例中，第一双向拉曼隔离单元71和第二双向拉曼隔离单元72的结构如图1所示，与实施例1相同。

本实施例中，光纤振荡级6的输出光纤、第一光纤放大级81的输入光纤和输出光纤、第二光纤放大级82的输入光纤和输出光纤、QBH输出光纤9均为双包层光纤。

本实施例中，光纤振荡级6的输出光纤与第一双向拉曼隔离单元71的双包层光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，具体的纤芯直径为10μm，纤芯数值孔径为0.065，内包层外径为125μm，内包层数值孔径为0.46。

本实施例中，第一光纤放大级81的输入光纤和输出光纤与第二双向拉曼隔离单元72的双包层光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，纤芯直径为20μm，纤芯数值孔径为0.065，内包层外径为250μm，内包层数值孔径为0.46。

本实施例中，第二光纤放大级82的输入光纤、输出光纤和QBH输出光纤9的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，纤芯直径为25μm，纤芯数值孔径为0.065，内包层外径为400μm，内包层数值孔径为0.46。

本实施例中的第一双向拉曼隔离单元71可以隔离光纤振荡级6向第一光纤放大级81注入的拉曼光4和第一光纤放大级81向光纤振荡级6反向注入的拉曼光4，第二双向拉曼隔离单元72可以隔离第一光纤放大级81向第二光纤放大级82注入的拉曼光4和第二光纤放大级82向第一光纤放大级81反向注入的拉曼光4，抑制光纤振荡级6、第一光纤放大级81、第二光纤放大级82的受激拉曼散射效应，提升光纤放大器系统的受激拉曼散射效应阈值。

实施例1和实施例2仅展示了一级和两级光纤放大器的结构，本发明设计的激光器也可以是三级或更多级光纤放大器结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，包括光纤振荡级(6)、QBH输出光纤(9)以及设于所述光纤振荡级(6)和QBH输出光纤(9)之间的至少一个光纤放大级，所述光纤放大级的前端设有双向拉曼隔离单元。

2.根据权利要求1所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述双向拉曼隔离单元包括双包层光纤和设于所述双包层光纤纤芯内的第一拉曼倾斜光栅(2)和第二拉曼倾斜光栅(3)，所述第一拉曼倾斜光栅(2)和所述第二拉曼倾斜光栅(3)均为啁啾型双包层光纤光栅，所述第一拉曼倾斜光栅(2)与所述第二拉曼倾斜光栅(3)的长周期端相对，所述第一拉曼倾斜光栅(2)的短周期端朝向所述双向拉曼隔离单元的信号光输入端，所述第二拉曼倾斜光栅(3)的短周期端朝向所述双向拉曼隔离单元的信号光输出端。

3.根据权利要求2所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述第一拉曼倾斜光栅(2)将沿所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤纤芯传输、由所述第一拉曼倾斜光栅(2)的短周期端入射的拉曼光(4)反射至所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤内包层中，形成的反射光(5)与所述拉曼光(4)的传输方向相反。

4.根据权利要求3所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述第一拉曼倾斜光栅(2)的中心波长等于所述光纤振荡级(6)的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

5.根据权利要求2所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述第二拉曼倾斜光栅(3)将沿所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤纤芯传输、由所述第二拉曼倾斜光栅(2)的短周期端入射的拉曼光(4)反射至所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤内包层中，形成的反射光(5)与所述拉曼光(4)的传输方向相反。

6.根据权利要求5所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述第二拉曼倾斜光栅(3)的中心波长等于所述光纤振荡级(6)的信号光的一级受激拉曼散射光的中心波长，反射率大于99％，3dB带宽≥5nm。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述光纤振荡级(6)的输出光纤、所述光纤放大级的输入光纤和输出光纤、所述QBH输出光纤(9)均为双包层光纤。

8.根据权利要求7所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，设所述双向拉曼隔离单元的个数为n，所述光纤放大级的个数也为n，n≥1，n为整数，与所述光纤振荡级(6)连接的双向拉曼隔离单元记为第一个双向拉曼隔离单元，与第一个双向拉曼隔离单元连接的光纤放大级记为第一个光纤放大级，则：

当n＝1时，所述第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级(6)的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，所述第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤和QBH输出光纤(9)的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等；

当n＞1时，所述第一个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与所述光纤振荡级(6)的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第二个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第一个光纤放大级的输入光纤、第一个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第三个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第二个光纤放大级的输入光纤、第二个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，以此类推，第n个双向拉曼隔离单元的双包层光纤与第n-1个光纤放大级的输入光纤、第n-1个光纤放大级的输出光纤的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等，第n个光纤放大级的输入光纤、第n个光纤放大级的输出光纤和QBH输出光纤(9)的纤芯直径相等、纤芯数值孔径相等、内包层外径相等、内包层数值孔径相等。

9.根据权利要求8所述的双向拉曼隔离光纤放大器，其特征在于，所述光纤振荡级(6)的输出光纤、所述双向拉曼隔离单元的双包层光纤、所述光纤放大级的输入光纤、所述光纤放大级的输出光纤和所述QBH输出光纤(9)的纤芯直径控制在10μm～25μm范围，纤芯数值孔径控制在0.065～0.075范围，内包层外径控制在125μm～400μm范围，内包层数值孔径控制在0.45～0.47范围。

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