CN1320293A - 光通道波导放大器 - Google Patents

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布赖恩·L·劳伦斯
凯文·J·麦卡琳
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Abstract

一种用于光通信系统的光通道波导放大器及其制造方法。该放大器使用一种具有激活材料核心(12)的光波导,在受激时激活材料会表现出光学萤光性。所述的核心具有一个传播轴,从输入表面延伸到输出表面。输入表面与传播轴相交的角度为一个非直角的角度(例如,45°)。包封物(14)至少包围核心的一部分,在核心的倾斜输入表面上有一个涂层(20)。该涂层对以预定信号波长输入的光信号是抗反射的,对以预定激励源波长输入的激励源是可高度反射的。一个反射率与核心相匹配的棱柱(30)被固定到光波导的倾斜表面上,以便输入信号被聚焦后可以在与传播轴在同一直线上的方向上穿过棱柱和涂层而进入核心,同时激励源按照与传播轴成一定角度的方向,从倾斜输入表面上的涂层反射而进入核心。光信号在核心的内部通过由激励源驱动激活材料进行受激发射而被放大。

Description

光通道波导放大器
相关申请的交叉引用
本申请涉及到下列共同转让的专利申请：
序列号为No.09/121,455的美国专利申请，其申请日为1998年7月23日，申请人为McCallion等，名称为“用来制造光波导的方法”。
序列号为No.09/121,454的美国专利申请，其申请日为1998年7月23日，申请人为Lawrence等，名称为“具有不同的核心和涂层材料的光波导，以及采用这种材料的光发射装置”。
在此，这些申请的全部内容被结合到本申请中，作为参考。
                    技术领域
本发明一般涉及一种光放大器，该光放大器采用的原理是通过受激发射进行放大，更具体地说，涉及一种光通道波导，用来在一个光纤系统中利用受激发射来放大被减弱的光信号。
                   本发明的背景
对于生产在本地和中继光学网络中放大微弱光信号的光放大器，人们一直存在着极大的兴趣。高数据速率和低光衰减与纤维的光学长度之间的关系已经确定，而且越来越受重视，因为长的光纤比被替代的同轴电缆更合算。尽管在传输的时候，光信号的损失相对地较低，光波能量在光纤中的固有的线性衰减规律使得必须要用光中继器节点，以在长距离的陆地和海底通信系统中放大和/或还原数字式光学比特流或模拟信号。通常，无中继的距离为30到70公里，这取决于在被选定的传输波长上的光纤损耗，传输波长通常是1.31或1.55微米。
分别在题为“光纤激光器和放大器”和“搀杂铒的纤维放大器”、系列号为4,955,025和5,005,175的美国专利中，提出了一种非侵入性的方法，用于在一个光纤中放大一个光信号。在这些专利中，把一个有涂层的光纤与一个激励源横向耦合，因此，某个特定波长的微弱的光输入信号在稀土增益面中实现了预期的放大。通过一个单独的激光器或灯来实现激励，其中激光器或灯能发出适当能量的光子，也就是说，其能量比该信号波长的能量更高。在有涂层的纤维中的电子从基态被激发到一个或多个激励带，然后，这些电子衰变一定的数量，相当于装置工作时的波长。当具有激光波长的一个光子与一个被激发的原子相互作用时，发生受激发射。因此，可以由早先的自发发射，受激发射，或者输入信号而产生输出光子。
因为搀杂铒的放大器只能在一个特定的波长下工作，即，1.53μm-1.55μm，其它用于非侵略性的，例如工作在1310nm上的，光放大器的方法正在研究利用半导体材料，以及改变那些涂有稀土金属的纤维。然而，直到今天，还存在着一些严重的问题，妨碍这些装置的开发。即，半导体放大器不能提供足够的增益，暂且不说它还具有明显的噪音问题。稀土金属搀杂膜的纤维放大器也存在着多种问题。
例如，搀杂钕(Nd)的纤维的一个问题是，假如要保持光纤的高质量和低损耗的特性，则在1310nm时就不能获得足够的增益。具体地说，在搀杂钕的硅基纤维中的激发态吸收使得所有合理增益的光谱范围超出1330nm，结果使可用的频谱实质上减少了。此外，利用非硅的光纤，例如氟皓酸盐或者磷酸盐玻璃纤维，会引起明显的制造难题，并且会出现环境稳定性的问题。在光纤的1300nm窗口(window)中用于替代钕的是镨(Pr)，它也存在一些困难。和搀杂钕的石英光纤一样，搀杂镨的纤维要求一个非石英的光纤主体，以达到足够的可用增益。实际上，到目前为止，只有氟皓酸盐(ZBLAN)被证明能够提供足够的增益。不幸的是，搀杂镨的纤维，ZBLAN或其它的，也要求在1020nm波长上进行激励，这不是一个标准的激光转换。因此，在这些不常见的波长上要产生所需要的功率水平就会存在很大的困难。
考虑到上述情况，依然需要有一种光通信技术，用来改良光放大器和放大方法，以提供与那些在1550nm通过搀杂铒的纤维获得的增益等量的放大特性，但是又可以在光纤内部，在所采用的任何光波长上都可以进行操作，例如1310nm。本发明提供了一种光放大器结构和满足这种要求的放大方法。
                  本发明的公开
概括地说，本发明一方面包括一个光波导，它包括一个激活材料(active material)的核心(core)，在受激时表现出光学萤光性。这个核心具有一个传播轴，从输入表面延伸到它的输出表面。该输入表面以一个非直角的角度与该传播轴交错，有一个涂层至少包围这个核心的一部分。该核心的输入表面使得一个光信号和一个激励源能同时输入到核心内，在那儿通过由激励源(pump)驱动的激活材料的受激发射而对光信号进行放大。最后，已经放大的光信号通过核心的输出表面被输出。
另一方面，本发明包括一个光放大器，它包括一个具有第一端和第二端的光波导。这个光波导包括一个激活材料的核心，在受激时能表现出光学萤光性。该核心带有一个传播轴，从处于光波导的第一端的输入表面延伸到第二端的输出表面。该输入表面以一个非直角的角度与该传播轴交错，有一个涂层至少包围这个核心的一部分。该核心的输入表面使得一个光信号和一个激励源能够同时被输入到核心内，在那儿通过由激励源驱动的激活材料的受激发射而对光信号进行放大。该光放大器此外还包括一个第一涂层，位于光波导的第一端上。该第一涂层对一个预定信号波长上的光信号是抗反射的(anti-reflective)，而对预定激励源波长上的激励源是可反射的。在毗邻光波导的第一端的地方设置了信号传送光学元件，用来把通过输入表面的光信号聚焦而进入光波导的核心；在靠近光波导的第一端的地方设置了激励源传送光学元件，它与核心的传播轴之间有一定的角度。该激励源传送光学元件把用来把反射输入表面的第一涂层的激励源聚焦而进入核心。
又一方面，提供了一种方法用来放大一个光信号的方法。该方法包括：提供一个光波导，它带有一个激活材料的核心，在受激的时候能表现出光学萤光性，该核心带有一个传播轴，从输入表面延伸到输出表面，该输入表面以一个非直角的角度与该传播轴相交，在核心的输入表面上布置了一个第一涂层，第一涂层能够抗反射光信号，而反射激励源；输入光信号，使该光信号穿过第一涂层和输入表面进入核心；把从输入表面的第一涂层上反射的激励源输入到核心内，其中光信号和激励源同时地被输入到核心内，通过由激励源驱动激活材料进行的受激发射来放大光信号。
再一个方面，本发明包括一种制造光波导的方法。这种方法包括：构造一个光波导，它具有的一个核心，该核心包括一种具有第一折射率的第一材料，至少要在核心的一部分上涂上涂层，该涂层具有第二折射率，其中第二折射率比第一折射率低，第一材料包括一种激活材料，在受激时能表现出光学萤光性，该核心在第一光波导的第一端具有一个输入表面，在光波导的第二端具有一个输出表面；将波导的第一端抛光，直到核心的输入表面与核心的传播轴之间存在一个非直角的角度；在光波导的第一端之上涂敷一个第一涂层，第一涂层对将被输入到核心内的光信号是抗反射的，而对从相对于传播轴的一个角度输入到核心内的激励源是可反射的。
总之，在此处描述了一种新型的波导结构，它与其它放大方法相比具有多个优越性。因为所介绍的波导结构不要求纤维构型的几何对称，所以，可以利用那些通常用于纤维的材料，例如，搀杂钕的钇铝石榴石(Nd:YAG)。实际上，大多数的水晶体和其它不符合纤维结构的固态材料都能用于放大，例如搀杂钕的磷酸盐玻璃。具体地说，用来在光谱的1300nm区域进行放大，搀杂钕的非硅玻璃有很好的性能；与用于搀杂镨的放大器的1020nm的激励源不同，可以利用大功率的808nm激光二极管来作为搀杂钕系统的激励源。众所周知，808nm激光二极管采用了一种成熟的、发展良好的激光技术。本结构也非常适合于其它波长的放大，例如，在980nm产生功率非常大的激励光源用于传统的搀杂铒的纤维放大器，或者其它用于短距离的通信和传感器应用方面的不常用的波长。
                附图的简要描述
从下面结合附图对本发明的最佳实施例所作的详细描述中，本发明的上述目的、优点和特征以及其它将得到更好的理解。
图1是一个透视图，表示本发明的中间光通道波导结构的一个实施例；
图2是图1的光通道波导结构的一个侧视图，其中第一端已经被抛光，使得核心12的输入表面与它的传播轴之间有一个45°的角度；
图3是图2中的光通道波导结构的侧视图，其中第一光学涂层已经被涂敷到波导的第一端的有倾斜的部分上，第二光学涂层已经被涂敷到波导的第二端，还示出了一个棱柱30，它固定到波导的第一端的倾斜部分上；
图4是图3中的光通道波导结构的一个侧视图，其中棱柱30已经被粘接到波导的第一端的倾斜部分上，所示的这个棱柱包括在暴露表面上的光学涂层，它垂直于核心内部的传播轴13；
图5是一个示意图，表示本发明的光放大器的一个实施例，它采用了图4中的光通道波导。
                用于实现本发明的最佳方式
一般来说，此处介绍了一种新颖的波导结构和采用该波导的光放大器，其中利用受激发射来在一个光纤系统中放大信号。该独特的波导结构使得光信号和大功率的激光器激励源能有效地同时进入核心，用于通过受激发射而放大光信号。
图1表示一个光通道波导10，在一个实施例中可以采用在上面所述的美国专利申请中所描述的制造工艺来制造。这个光波导10包括一个激活材料的核心12，该核心12被包封物(cladding)14包围，包封物14包括，例如，一种不同于核心的材料。这里所用的术语“不同的材料”意思是构成包封物的材料和构成核心的材料在构造上和/或在化学性质上是不同的，已经被分别地制造为物理性质不同的材料，在光波导10的装配工序中被集成在一起。
概括地说，在一个实施例中，光波导10的制造是一个多步骤的工序，利用精确的研磨和抛光技术，用机械的方法使所选定的光学材料(即，核心)在横向和垂直方向都达到所期望的厚度。光学的胶合剂用来将波导连接到周围支承物/包封介质上。该制造工序包括在被选择的光学材料(即，核心)和被选择的支承基底(即，包封物)上制备一个平坦的光学面。熔凝硅石可以被用来作支承基底，因为它容易加工，并且折射率低。在胶层非常薄(＜1μm)的情况下，为了有效地进行导波作用，通道必须被一种折射率较低的材料所包围。显然，被选定的光学材料(核心)的折射率决定了包封物或者支承区的折射率范围。周围介质的其它要求是与光学材料的兼容性，材料的可用性，以及粘接力。熔凝的硅石满足这些要求，尽管一些光学玻璃也是理想的。
在胶层厚的情况下，胶的折射率影响到包封物的反射率，并影响波导的性能。在这种情况下，支承基底可以以它们的加工质量来选择，而无须考虑它们的折射率。然而，在选择适当的胶厚度时，必须考虑到特定的问题，例如边缘的破损，在胶和核/包封物材料之间的抛光率不同。如果希望，在工艺流程的每个步骤中可以进行并行处理。
通常，在研磨和抛光阶段，通过改变水的泥浆(slurry)中的颗粒尺寸和类型来精确地将材料去除。用微米计量器来监视波导的尺寸，在达到所期望的值时停止加工。按照本方法可以达到1μm的精度。使用高精度的抛光夹具(jig)可使得波导表面区域的平坦度和平行性非常之好。
标准的尺寸规格范围可以是2-5mm×2-5mm的交叉区，通道的长度为5-20mm，或者更长。这个尺寸使得在加工和光学测试的时候，很容易处理并可用机械的方法紧固芯片。芯片的端面达到光学的抛光度，使有效的光强度能够有效地进出波导。
为了更完全的讨论上面简要说明的图1中的光波导的制造工序，参考上面所提到的申请。本特定工序的一个结果是核心或者激活材料包括一种与包封物“不同的材料”(其中包封物可以被认为是支承材料本身或者是支承材料连同光学胶合剂，或者是光学胶合剂本身，如果足够厚的话)。
对于特定的例子，图1中的结构可以包括一个光波导，它具有一个30μm×30μm的钕玻璃核心，被一个熔凝硅石包封物所包围，象上面所简要说明的那样，利用研磨和抛光技术以及利用UV-加工的光学胶合剂而制成。例如，可以使用由新泽西州Summit的ArmbrusterAssociates Inc.生产的UVOA-45胶。这种特定的胶构成一个紫外线加工处理的、低粘性的光学胶合剂。
表Ⅰ给出了本发明的不同波导的实例。注意，这些组合仅仅被用来举例，可能存在有无数的另外的波导结构。
                   表Ⅰ
    包封物材料         核心材料
熔凝硅石(n=1.45) 搀杂钕的YAG(n=1.81)
钠钙玻璃(n=1.5) 搀杂钕的YAG(n=1.81)
熔凝硅石(n=1.45) 搀杂钕的磷酸盐玻璃(n=1.56)
熔凝硅石(n=1.45) 搀杂铬的镁橄榄石(n=1.56)
熔凝硅石(n=1.45) 搀杂SFL6的玻璃(n=1.76)
氟化镁(n=1.38) 锂铌酸盐(n=2.2)
熔凝硅石(n=1.45) 锂铌酸盐(n=2.2)
钠钙玻璃(n=1.5) 搀杂铬的YAG(n=1.8)
概括地说，波导结构10的核心是激活材料，它可以在某个波长采用光学的方法激励，并由此发射，从而被放大，并在某个所期望的波长上发光。包封物14是一种惰性材料，它的折射率比核心12低。而且，注意，在上面所简述的图1中的结构的制造工序仅仅是用来举例的。对本领域的普通技术人员来说，另外的制造方法将是显而易见的。例如，核心12和包封物14可以换用相似的材料来制造，正如本技术领域所公知的那样。
在获得图1所示的波导结构之后，结构10的第一端被抛光，与核心12的传播轴13成一个非直角的角度，例如45°角，同时，结构10的第二端18被抛光成与波导核心垂直。注意，尽管在此处所描述的例子中是形成一个45°的角度，但第一端16可以被抛光成任何角度，只要它不垂直于波导核心12。在实例中最好是40°到50°的角度范围。而且，如图2所示，进行抛光以在波导结构10的第一端16上产生一个角度，仅仅需要确定横切核心12的输入表面的角度。为了容易处理，并防止破损，端16的倾斜抛光部分可以不包括整个第一端。
如图3所示，接下来给波导结构10上被抛光的端16和18加上涂层。设置了具有涂层20的45°面16，用于反射激励源波长的光，并以信号波长传送光。这使得通过把激光从在倾斜输入表面上的内表面反射，而把激光输入波导内，同时，光信号穿过同一个倾斜端面16直接地聚焦进入波导核心。因此，在倾斜面16上的涂层20对激励源波长是高度反射的，在信号波长上是抗反射的。波导结构的平面端18被涂上抗反射的涂层22，以便减少在信号波长上的反射(还可以是加上涂层以反射在激励源波长上的光)，从而把任何可能的空腔效应最小化。
最好是把一个棱柱30粘合到端面的倾斜部分上，其中棱柱30的折射率与波导核心12的折射率匹配。棱柱30将被粘接到端面16的倾斜部分的涂层20上。棱柱30的外侧表面31具有一个类似于波导结构的第二端上的涂层22的涂层32，也就是说，涂层32对信号波长上的光是抗反射的。
图4表示本发明的已完成的波导部件40，其中棱柱30被连接到倾斜端面16。棱柱30的反射率与核心相匹配，使得光信号输入波导核心的方向与波导传播轴13共轴或共线。本领域的普通技术人员将知道，如果棱柱30的折射率与波导核心12不匹配，那么光信号将需要相对于波导核心以一定角度进入，这个角度由棱柱的特有的折射率来决定。虽然本发明包含这个可能性，而且也包含了一个可能性就是端表面16的倾斜可以不是45°，但是使棱柱30的折射率和波导的核心12的相匹配，并且使倾斜面与核心轴成45°角，将有利于简化信号传送光学元件和激励源传送光学元件的校准，使得信号与激励源可以分别地以最佳值聚焦进入波导核心。
概括地说，本发明的光通道波导放大器使用受激发射的方法在光纤系统中放大信号，其中这种系统采用了波导部件，例如，图4所示的部件40。这种波导部件由一个大功率的二极管激光器激励以提供增益，然后用于放大所输入的光信号。本系统的体系结构包括一个通道波导，制造该波导的激活材料具有一个端面，这个端面是根据上述方法形成的，以便信号和激励源的输入以及放大信号的拾取。本系统还包括从单模光纤传送所输入的信号的光学元件、从单模或者多模光纤传送激励源的光学元件、以及一种把放大的输出信号收集进入单模光纤的方法。在图5中将表示本发明的光通道波导的一个
实施例的一般性结构。
利用一组适当的信号输送光学元件50把光信号通过棱柱30传送给波导核心12。信号输送光学元件50接收从单模光纤52发出来的光束，并重新聚焦光束，使它在光波导核心内部会聚。整个光学部件必须有足够长的工作路程使得聚焦通过棱柱，并且提供一个最小的光束直径输入到波导核心。另外，它必须对光束重新映象，以便它能等于或者小于达到最大效率所需的波导核心尺寸规格。
激励源以类似于光信号的方式传给波导核心12。光学元件60被用来重新聚焦从单模或多模光纤62来的激励源束，使其进入波导核心。然而，与光信号传送机理不同，激励源束流传送给波导是利用45°的涂层内表面将该束反射进入波导而进行的。因此，激励源传送光学元件也必须具有足够长的焦距使得该光束腰位于波导的入口处。此外，它必须使束流重新聚焦到一个尺寸，这可以在波导尺寸规格范围内达到最大的激励源效率。
在输出端，以所期望的波长而放大的信号从波导还原，并放回到例如单模光纤72上。这个恢复部件70具有最大的灵活性，以便可以简单地消除介入损耗(insertion losses)。例如，对于单模光纤，最简单的拾取部件是裸光纤本身。然而，因为波导的尺寸规格和光纤的尺寸规格可以相差很多，介入损耗可能会很大。另一方面，因为输入部件50、60可以有意识地设计为基模激发，所以，输出的低数值孔径(NA)可以使光学部件非常有效，同时介入损耗为1分贝甚至更少。与方式无关，拾取部件70的用途是把从波导放大器来的信号输送进入系统的光纤中，以便继续的传送。
作为本发明的一个完整的放大器装置的例子，该波导可以包含一个搀杂钕的钇铝石榴石(Nd:YAG)的核心，该核心为10毫米长，30μm×30μm，它已经用新泽西州Summit的Armbruster Associates Inc.供应的UVOA-45粘合剂连接到熔凝石英包封物上。用Nd:YAG作核心，以便在1319nm获得窄带放大。45°端面由一种能在808nm提供高反射率(HR)的电介质覆盖，其中808nm是激励源波长，并且在1064nm和1319nm上名义上都是透明的(反射＜2％)。这个涂层可以从Cascade Optical Coatings,Inc购得。一个由SFL-6玻璃(可以由宾夕法尼亚Duryea的Schott Technologies Inc.供给)制成的棱柱被粘接到45°端面上，它具有与Nd:YAG核心相匹配的反射率。部件的两端都被一个在1064nm和1319nm都抗反射的电介质覆盖(可以由Cascade Optical Coatings,Inc获得)。利用一对相匹配的非球面透镜把信号从单模光通信纤维(由纽约Corning的Coming,Inc.提供的SMF-28型)传送到波导，其中透镜的焦距为11.0毫米，NA为0.25(由新泽西州Newton的Thorlabs,Inc.提供的C220MP-C型)。激励源激光二极管是一个0.75W的808半导体激光器(由亚利桑那Tucson的Opto PowerCorp.提供的OPC-A001-808-FC/100型)，它与100μm核心的单模或NA为0.22的多模纤维是耦合的。利用一对相匹配的非球面透镜来传送激光；第一个透镜收集从激励源传送纤维来的光线，第二个透镜把这些光聚焦进入波导。第一个透镜的焦距为11.0mm,NA为0.25(来自Thorlabs,Inc的C220TM-B型)，第二个透镜的焦距为3.1mm,NA为0.68(来自Thorlabs,Inc的C330TM-B型)。最后，利用被连到一个锆套管上并抛光的裸单模光纤(来自Coming,Inc的SMF-28型)把被放大的信号从波导恢复。
正如所注意到的，本发明的放大器的某些性能可以由Nd:YAG波导实现。这样，这些部件为单个波长，即1319nm，提供高增益和高饱和的输出功率。这些放大器的单通道、高性能的特性和它们在1319nm的工作使得它们非常适合于在有线电视(CATV)分配方面的应用。
作为一种变通办法，波导可以由多种有包封物的玻璃制成。这种部件将在一个宽广的光谱限度(大于20nm)之上提供中等的增益和饱和的输出功率。因此，这些部件可以应用于采用在不同波长上的复合的通道的通信系统，例如1300nm光谱区的波分多路复用(WDM)系统。
作为更进一步的增强，在1996年的光学论文第21卷第266页由Griebner等所著的、题为“Efficient Laser Operation With NearlyDefraction-Limited Output From A Diode-Pumped Heavily Nd-DopedMultinode Fiber,”的文章(这里结合作为参考)中所作的教导可以用于本发明的放大器，这篇文章描述了一种在多模核心中激发单模的过程。通过利用一组适当的信号传送光学元件，可以激发多模波导的基模，这使得在激励源与信号之间能够有好的重叠，并被传递到基模。因为光信号和激励源都在基模，它们将适当地重叠，因此在波导的输出端提供了改良的信号恢复。
虽然在此处已经根据某些最佳实施例详细描写了本发明，本领域的普通技术人员可以进行许多修改和改变。相应地，附加权利要求的目的是把所有的这些修改和改变都包括在本发明的基本精神和范围之内。

Claims (29)

1．一种光波导，包括：
一个激活材料的核心，当受激时表现出光学萤光性，所述核心具有一个从输入表面延伸到输出表面的传播轴，所述输入表面以一个非直角的角度和所述传播轴相交；
一个包封物，至少包围所述核心的一部分；
其中所述核心的输入表面使得一个光信号和一个激励源能够同时被输入到核心内，在那儿通过由激励源驱动的激活材料的受激发射而对光信号进行放大。
2．按照权利要求1所述的光波导，其中，所述的激活材料包括具有第一折射率的第一材料，所述的包封物包括具有第二折射率的第二材料，所述的第二折射率低于所述的第一折射率。
3．按照权利要求2所述的光波导，其中，所述第一材料和所述第二材料包括不同的材料。
4．按照权利要求2所述的光波导，更进一步包括一个附加到所述核心的倾斜输入表面上的棱柱，所述棱柱使得光信号的输入方向与核心的传播轴在同一直线上，所述棱柱的折射率类似于构成核心的激活材料的第一折射率。
5．按照权利要求4所述的光波导，更进一步与信号传送光学元件结合，所述的信号传送光学元件在光学性质上接近带有附加棱柱的核心的倾斜输入表面，所述的信号传送光学元件被调整，以便把光信号聚焦，使其穿过棱柱和倾斜输入表面而进入核心。
6．按照权利要求1所述的光波导，其中，所述非直角的角度为大致45°的角度。
7．按照权利要求1所述的光波导，其中，所述光波导包括通道波导。
8．按照权利要求7所述的光波导，其中，所述通道波导为晶体、掺有稀土金属的玻璃、以稀土为基础的淀积膜片、聚合体，和光/电激励半导体中的一种。
9．按照权利要求8所述的光波导，其中，所述波导包括搀杂钕的钇铝石榴石。
10．按照权利要求1所述的光波导，其中，所述的输入表面具有一个第一涂层，所述第一涂层对穿过第一涂层进入核心的光信号的输入是抗反射的，对于以与传播轴成某个角度反射而进入核心的激励源是可反射的。
11．按照权利要求1所述的光波导，更进一步包括在光波导的第一端处位于核心的输入表面上的第一涂层，以及在光波导的第二端处布置在核心的输出表面之上的第二涂层，其中，所述的第一涂层对在一个预定的信号波长上的光信号是抗反射的，对在一个预定的激励源波长上的激励源是可反射的，而所述的第二涂层对从光波导输出的被放大的光信号是抗反射的。
12．按照权利要求11所述的光波导，其中，所述倾斜输入表面包括一个与传播轴成45°角的倾斜表面，其中，所述输出表面与所述传播轴大致是正交的。
13．按照权利要求12所述的光波导，进一步包括粘接到布置在输入表面之上的第一涂层上的一个棱柱，所述棱柱的折射率类似于构成核心的激活材料的折射率，使得光信号的输入方向与核心的传播轴在同一直线上。
14．一个光放大器包括：
一个光波导，具有第一端和第二端，以及包括：
    一个激活材料的核心，当受激时表现出光学萤光性，所述
核心具有一个传播轴，从在第一端的输入表面延伸到在第二端
的输出表面，所述输入表面以一个非直角的角度与所述传播轴
相交；
    一个包封物，至少包围所述核心的一部分；
    其中，所述核心的输入表面使得一个光信号和一个激励源
能够同时被输入到核心内，在那儿通过由激励源驱动的激活材
料的受激发射而对光信号进行放大；
一个第一涂层，在光波导的第一端处位于核心的倾斜输入表面上，所述第一涂层对在一个预定的信号波长上的光信号是抗反射的，而对在一个预定的激励源波长上的激励源是可反射的；
信号传送光学元件，布置在接近光波导的第一端的地方，用于把光信号聚焦，使其穿过在光波导的输入表面上的第一涂层，并进入核心；
激励源传送光学元件，安置在靠近光波导的第一端的地方，与核心的传播轴成一个角度，所述激励源传送光学元件把激励源聚焦，用于在核心的输入表面进行反射，其中所述激励源与传播轴成一个角度进入核心。
15．按照权利要求14所述的光放大器，进一步包括信号恢复光学元件，安置在接近光波导的第二端的地方，用于恢复从光波导发出的被放大的光信号。
16．按照权利要求15所述的光放大器，其中，所述光信号通过单模光纤供给信号传送光学元件，所述激励源通过一个单模或者多模光纤供给激励源传送光学元件，所述信号恢复光学元件把从光波导发出的被放大的光信号提供给单模光纤。
17．按照权利要求14所述的光放大器，其中，所述光波导包括通道波导，所述的通道波导包括晶体、掺有稀土金属的玻璃、以稀土为基础的淀积膜片、聚合体、和光/电激励半导体中的一种。
18．按照权利要求17所述的光放大器，其中，所述波导包括掺杂钕的材料，其中所述的预定信号波长在1290-1330nm的范围内，所述的预定激励源的波长大约是808nm。
19．按照权利要求14所述的光放大器，进一步包括一个棱柱，它在光波导的第一端处被附加到所述光波导的所述角度输入表面之上的第一涂层上，所述棱柱的折射率类似于构成核心激活材料的折射率，其中所述信号传送光学元件包括适合的光学元件，以便把光信号聚焦，使其穿过棱柱和第一涂层，进入光波导的核心，其方向与传播轴在同一直线上。
20．按照权利要求14所述的光放大器，进一步包括一个第二涂层，位于光波导的第二端之上，所述第二涂层对穿过核心的输出表面从光波导发出的被放大的光信号是抗反射的。
21．按照权利要求14所述的光放大器，其中，所述非直角的角度为大约一个45°的角度，所述光波导包括通道波导。
22．一种用于放大光信号的方法，所述方法包括：
提供一个光波导，所述光波导包括一个激活材料的核心，当受激时表现出光学萤光性，所述核心具有一个从输入表面延伸到输出表面的传播轴，所述的输入表面以一个非直角的角度和所述传播轴相交；以及位于核心的输入表面之上第一涂层，所述第一涂层对所述光信号是抗反射的，对所述激励源是反射的；
使所述的光信号穿过第一涂层和输入表面而输入到所述的核心；
通过使所述激励源从输入表面在第一涂层进行反射，把所述的激励源输入所述的核心，这样，所述的激励源与所述的传播轴成一个角度进入所述的核心，其中所述核心的输入表面使得一个光信号和一个激励源能够同时被输入到核心内，在那儿通过由激励源驱动的激活材料的受激发射而对光信号进行放大。
23．按照权利要求22所述的方法，其中，光信号的输入包括把所述光信号聚焦，使其穿过第一涂层和输入表面而进入核心，其中所述的激励源的输入包括通过在核心的输入表面上使所述的激励源反射而把所述的激励源输入所述核心。
24．按照权利要求22的方法，其中，所述核心包括一个多模通道，其中所述光信号的输入包括以所述多模通道的基模把所述光信号传送进入所述的核心，所述激励源的输入包括以所述多模通道的基模把所述激励源传送进入所述核心。
25．按照权利要求22的方法，进一步包括：提供一种棱柱，安置在核心的输入表面的第一涂层之上，其中，光信号的输入包括在与所述核心的传播轴在同一直线上的方向上，穿过所述棱柱、第一涂层和输入表面，而把所述的光信号输入所述的核心。
26．按照权利要求22的方法，进一步包括在光波导第二端输出一个已经放大的光信号，并收集从光波导输出的放大的光信号，用于在单模光纤中进行传输。
27．一种制造光波导的方法，所述方法包括：
形成一个光波导，它具有一个核心，包含具有第一折射率的第一材料，以及至少包围所述核心的一部分的包封物，所述的包封物包括具有第二折射率的第二材料，其中所述的第二折射率比所述的第一折射率低；其中所述材料包括一种激活材料，当受激时表现出光学萤光性，所述核心在光波导的第一端具有一个输入表面，在光波导的第二端具有一个输出表面；
将波导的第一端抛光，直到核心的输入表面与核心的传播轴成一个非直角的角度；
把一个第一涂层涂敷到光波导的第一端上，所述第一涂层对将被输入到核心内的光信号是抗反射的，而对从与传播轴成一个角度输入到核心内的激励源是可反射的。
28．按照权利要求27的方法，进一步包括把第二涂层涂敷到光波导的第二端上，其中所述的第二涂层对从所述光波导输出的被放大的光信号是抗反射的。
29．按照权利要求27的方法，进一步包括把在光波导的第一端上的一个棱柱固定到第一涂层上，所述棱柱具有的折射率类似于所述核心的第一折射率，其中如此安置所述棱柱，使得被输入的所述光信号在同一直线上穿过输入表面进入核心的时候，将会经过所述棱柱。
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