CN1325991C - 双芯双包层光纤二波长光放大装置 - Google Patents

双芯双包层光纤二波长光放大装置 Download PDF

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一种双芯双包层光纤二波长光放大装置，其特征在于沿光束传播方向依次包括：透镜、倍频晶体、入射面镀有偏振膜的双凸透镜、显微物镜、非线性波导、棱镜、凹凸透镜、耦合器、双芯双包层光纤，还有泵浦激光器，该泵浦激光器是激光二极管，位于双芯双包层光纤的侧面，所述的凹凸透镜的接收光面是凸面，并镀有增透膜，其透射光面为凹面，所述的耦合器是外层有呈梯形圆筒的固定金属包皮，半径大的一端固定所述的凹凸透镜，半径小的一端固定双芯双包层光纤的端口。本发明装置利用非线性波导和泵浦激光器对光纤的泵浦，可实现光纤二波长的光放大输出。

Description

双芯双包层光纤二波长光放大装置
技术领域：
本发明是一种双芯双包层光纤二波长光放大装置。主要用来按照非线性波导可控二波长在双芯双包层光纤内产生光信号放大的装置。
背景技术：
已有技术中康瑞德·巴拿马塞克(Konrad Banaszek)等人在《光学通讯》2001年9月1日第26卷第17期上“非线性波导中用下转换控制空间模产生相关光子”(Generation of correlated photons in controlled spatialmodes by downconversion in nonlinear waveguides)文中论述了关于非线性波导控制空间模产生下转换相干光用于测量双光子的装置。本发明利用非线性波导控制空间模产生下转换相干光和双芯双包层光纤实现二波长光放大的装置。
发明内容：
本发明的目的是利用非线性波导控制空间模产生下转换相干光的原理，提供一种双芯双包层光纤二波长光放大装置。
本发明的基本思想是：
利用晶体把入射光进行倍频，起偏后由显微物镜准直引导进入非线性波导中，非线性波导实现波长的下转换，再经棱镜分离，二波长由凹凸透镜聚合输入耦合器中，耦合器将二波长的光分别耦合进双芯双包层光纤中的两个芯内，泵浦光从侧面进入光纤的中间包层，泵浦光在中间包层中往返反射分别进入光纤的两个纤芯中，分别与二波长光相互作用，实现二波长光的放大。
本发明的技术解决方案如下：
一种双芯双包层光纤二波长光放大装置，其特征在于沿光束传播方向依次包括：透镜、倍频晶体、入射面镀有偏振膜的双凸透镜、显微物镜、非线性波导、棱镜、凹凸透镜、耦合器、双芯双包层光纤，还有泵浦激光器，该泵浦激光器是激光二极管，位于双芯双包层光纤的侧面，所述的凹凸透镜的接收光面是凸面，并镀有增透膜，其透射光面为凹面，所述的耦合器是外层有呈梯形圆筒的固定金属包皮，半径大的一端固定所述的凹凸透镜，半径小的一端固定双芯双包层光纤的端口。
所述的倍频晶体可为BBO晶体，或LBO晶体，或LDP晶体。
所述的双芯双包层光纤是由两个内芯是圆形、中间包层呈多边形、外层是圆形的，内芯折射率大于中间包层的折射率，中间包层的折射率大于外层折射率的掺杂玻璃构成的。
本发明装置的优点：
1.利用非线性波导实现下转换波长，可根据所需波长设计波导的结构，实现所需波长的放大；
2.可用于集成光学系统中。
附图说明：
图1是本发明双芯双包层光纤二波长光放大装置最佳实施例的结构示意图。
图2是双芯双包层光纤二波长光放大装置中光纤的横截面示意图。
图中：
1-透镜    2-晶体    3-镀偏振膜透镜    4-显微镜物镜
5-非线性波导    6-棱镜    7-凹凸透镜    8-耦合器
9-双芯双包层光纤    10-泵浦激光器    901-双芯双包层光纤外层
902-双芯双包层光纤中间包层    903-双芯双包层光纤内芯
具体实施方式：
先请参阅图1，图1是本发明双芯双包层光纤二波长光放大装置最佳实施例的结构示意图，由图可见，本发明双芯双包层光纤二波长光放大装置包括：最核心的元件为双芯双包层光纤9，双芯双包层光纤9之前紧连着耦合器8，耦合器8之前是凹凸透镜7，凹凸透镜7之前是棱镜6，非线性波导5置于显微物镜4和棱镜6之间，倍频晶体2之前是透镜1，倍频晶体2之后是镀偏振膜透镜3，镀偏振膜透镜3置于显微物镜4之前。
所说的透镜1和镀偏振膜透镜3是双面凸的玻璃透镜构成的，镀偏振膜透镜3的左凸面镀有偏振膜。
所说的倍频晶体2可以是BBO晶体，或是LBO晶体，或是KDP晶体。
所说的显微物镜4是伽利略式平行望远镜构成的。
所说的非线性波导5是在硅基底上镀有砷化镓传输光波的波导。
所说的棱镜6是三角形棱镜。
所说的凹凸透镜7，其接收光的一面是凸面，透射光的一面是凹面的，凸面镀有增透膜。
所说的耦合器8是外层有固定金属包皮，呈梯形圆筒状，半径大的一端固定凹凸透镜7，半径小的一端固定双芯双包层光纤9的端口。
所说的双芯双包层光纤9由两个内芯903是圆形，中间包层902是多边形，外层901是圆形，内芯折射率大于中间包层的折射率，中间包层的折射率大于外层折射率的掺杂玻璃构成的，或是掺杂石英构成的。
本发明用非线性波导控制空间模产生下转换相干光和双芯双包层光纤实现二波长光放大的工作过程是：
当入射光Is经透镜1会聚合后入射到晶体2上，经晶体2倍频后，原波长光和倍频波长光同时经镀偏振膜透镜3起偏和汇聚后入射到显微物镜4上，由显微物镜4准直后二波长光进入到非线性波导5，根据需要波长设计的非线性波导将倍频波长的光实现波长下转换后，与原波长同时入射到棱镜6上，经棱镜6分光后，两波长的光Is和Il再分别由凹凸透镜7上会聚到双芯双包层光纤9的入射端面上分别进入光纤两光纤芯内。泵浦光Ip由双芯双包层光纤的侧面进行泵浦，经泵浦光与光纤纤芯内的传输光Is和Il的非线性相互作用，Is和Il被放大，由光纤的出口端出射Is’和Il’。
在图1所示的装置中，入射光800nm，倍频波长400nm，经非线性波导实现下转换波长为418nm，泵浦光为360nm，功率是60mW，双芯双包层光纤的中间包层902是八角形，两个内芯903呈圆形，光纤是石英掺铒制成，光纤长50米，其结果是：下转换波长418nm被放大了400倍，原波长800nm被放大了320倍。

Claims (3)

1、一种双芯双包层光纤二波长光放大装置，其特征在于沿光束传播方向依次包括：透镜(1)、倍频晶体(2)、入射面镀有偏振膜的双凸透镜(3)、显微物镜(4)、非线性波导(5)、棱镜(6)、凹凸透镜(7)、耦合器(8)、双芯双包层光纤(9)，还有泵浦激光器(10)，该泵浦激光器(10)是激光二极管，位于双芯双包层光纤(9)的侧面，所述的凹凸透镜(7)的接收光面是凸面，并镀有增透膜，其透射光面为凹面，所述的耦合器(8)是外层有呈梯形圆筒的固定金属包皮，半径大的一端固定所述的凹凸透镜(7)，半径小的一端固定双芯双包层光纤(9)的端口。
2、根据权利要求1所述的双芯双包层光纤二波长光放大装置，其特征在于：所述的倍频晶体(2)为BBO晶体，或LBO晶体，或LDP晶体。
3、根据权利要求1所述的双芯双包层光纤二波长光放大装置，其特征在于：所述的双芯双包层光纤(9)的两个内芯(903)是圆形、中间包层(902)呈多边形、外层(901)是圆形的，内芯折射率大于中间包层的折射率，中间包层的折射率大于外层折射率的掺杂玻璃构成的。
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