CN201234052Y - 用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，包括光纤纤芯和包覆于纤芯外的内包层，其中内包层外包覆有导光层，导光胶层外周贴合设置有导热装置。采用该种结构的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，能够很好地泄放走剩余的Pump光，泄放走的Pump光通过金属槽将热量导走，避免烧坏器件或影响器件性能，不增加新的损耗，而且装配简单，实施容易，成本低廉，易于制作和批量生产，无需任何昂贵器材，通过胶剂或螺钉易于将该装置安装在系统内部任何地方，由于内部点胶密封，装置稳定可靠，抗震性强，而且避免了剩余Pump光功率传到下一级中劣化系统指标和损坏器件，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

Description

用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置

技术领域

本实用新型涉及光纤通信领域，特别涉及双包层光纤放大器或光纤激光器技术领域，具体是指一种用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦(Pump)泄漏装置。

背景技术

现代社会中，随着科学技术的不断进步，光纤通信已经成为不可缺少的通信手段，其中最常用的就是用于掺铒光纤，掺镱光纤，或铒镱共掺双包层光纤放大器，其基本原理图请参阅图1所示。而掺杂双包层光纤结构请参阅图2所示。

通过合波器后，信号光被内包层约束在单模纤芯内传输，依然是单模信号，而Pump光被外包层约束在内包层内传输，依然为多模光，这样当Pump光经过纤芯时与单模信号发生能量转换，实现单模信号的放大。由于多模Pump光的功率通常都很大，一般在5～100W的量级，而同时为了保证放大信号的良好的噪声系数，通常依然有W级的Pump光在经过了掺杂双包层光纤后未被吸收，这时就需要将这部分未被吸收的Pump功率泄放掉，否则这部分光功率传输到下一级会造成后面的器件和光纤的损坏，同时也会干扰正常的放大后的信号光的性能(因为Pump光对于信号光而言是噪声)。

目前一般采用的Pump功率泄放方法是：

(1)滤波器——由于Pump光波长较短，一般是800～1000nm间，而信号光波长较长，根据不同的应用，波长大约在1030～1650nm间，所以一般采用1000nm以上的通过，1000nm以下截止的滤波器，将Pump光滤掉。这种方案的问题在于：

●高功率激光滤波器的价格昂贵；

●引入器件对信号光插入损耗较大；

●高功率激光损耗吸收后产生的热量较大，使得器件工作时温度高，影响器件寿命和稳定性。

(2)双色镜或WDM——与方案1原理类似，通过波分复用器件，将Pump波长从主光路中分离出来，泄放到散热器或空间中。但依然存在价格贵，插损高的问题

(3)专用Pump泄放光纤——采用专用的Pump泄放光纤，通过在光路中熔接上一段Pump泄放光纤的方法，将Pump泄漏到周围环境中。该方案中采用的光纤目前全球能生产的公司很少，所以价格昂贵，同时由于熔接入一段新的光纤，增加了2个熔接点，熔接点带来的损耗会影响系统的输出功率等指标和稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能能够有效避免剩余泵浦功率对下一级器件和性能的影响、提高吸收效率、降低装置的实现难度和复杂度、成本较低、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置。

为了实现上述的目的，本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置具有如下构成：

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，包括光纤纤芯和包覆于该纤芯外的内包层，其主要特点是，所述的内包层外包覆有导光层，所述的导光胶层外周贴合设置有导热装置。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的导光层可以为高折射率导光胶层、高折射率导光液体层、高折射率导光固体层或高折射率导光气体层。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的导热装置为导热固定槽。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的导热固定槽的凹槽形状可以为V型、方形、圆形、椭圆形或者梯形。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的导热装置可以为金属导热装置或者非金属导热装置。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的金属导热装置可以为铝导热装置或者铜导热装置。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的内包层为掺杂内包层。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的掺杂内包层可以为掺镱内包层、掺铒内包层或铒镱共掺内包层。

该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置中的光纤纤芯可以为单模纤芯或者多模纤芯。

采用了该实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，由于内包层没有任何变化，在纤芯内传输的信号光不会受到任何影响，而高折射率的导光层直接涂覆在没有外包层的内包层上时，对于在内包层内传输的Pump光不满足n1>n2的条件，将泄放到包层外面的导光胶里，由于采用的胶的材料对光吸收很低，这些Pump光会直接照射到金属槽内表面，转化为热能。通过金属良好的散热性，将热传导走，从而可以很好地泄放走剩余的Pump光，泄放走的Pump光通过金属槽将热量导走，避免烧坏器件或影响器件性能，同时金属槽同时作为装配槽可以保护光纤熔接点的安全，导光层既用于破坏Pump光传输条件，也可以将光导到金素槽上，同时也对装置有很好的加固作用，而且不增加新的熔接点(在制作光纤放大器或光纤激光器的过程中，双包层掺杂光纤和输出光纤的熔接是必须的)，即不增加新的损耗，而且装配简单，实施容易，成本低廉，易于制作和批量生产，无需任何昂贵器材，通过胶剂或螺钉易于将该装置安装在系统内部任何地方，由于内部点胶密封，装置稳定可靠，抗震性强，而且避免了剩余Pump光功率传到下一级中劣化系统指标和损坏器件，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

附图说明

图1为现有技术中的双包层光纤放大器的基本原理示意图。

图2为现有技术中的掺杂双包层光纤结构示意图。

图3为本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的部分剥除外包层的双包层光纤的外观示意图。

图4为本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的导热固定槽外观示意图。

图5为本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的横向截面示意图。

图6为本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的纵向截面示意图。

图7为本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的整体外观示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图3至图7所示，该用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，包括光纤纤芯和包覆于该纤芯外的内包层，其中，所述的内包层外包覆有导光层，所述的导光胶层外周贴合设置有导热装置；该导光层可以为高折射率导光胶层、高折射率导光液体层、高折射率导光固体层或高折射率导光气体层，也可以为其它具有高折射率的物质层；该导热装置为导热固定槽，该导热固定槽的凹槽形状可以为V型、方形、圆形、椭圆形或者梯形，也可以采用其它与光纤外部形状相配合的任何形状，同时该导热装置可以为金属导热装置或者非金属导热装置，该金属导热装置可以为铝导热装置或者铜导热装置，也可以为其它具有良好导热效果的物质；该内包层为掺杂内包层，该掺杂内包层可以为掺镱内包层、掺铒内包层或铒镱共掺内包层；而且该光纤纤芯可以为单模纤芯或者多模纤芯，也可以为其它结构。

在实际使用当中，本实用新型的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置的制作过程如下：

(1)请参阅图3所示，将双包层掺杂光纤的末端，用与光纤内包层尺寸一样的剥纤钳剥掉一段光纤外面的涂覆层与外包层，比如铒镱共掺6/105/125光纤可以采用常规的125μm剥纤钳剥除。

(2)剥除外包层后，用有机溶剂，丙酮或酒精仔细清除掉剩余的外包层屑。

(3)请参阅图4所示，用散热性好的金属材料，铣出一条可以放置光纤的槽。

(4)将剥除出的部分与后端输出光纤熔接在一起。

(5)请参阅图5和图6所示，将熔接好的光纤放置在金属槽内，并在槽内点上高折射率的透光的胶。比如353N，再将同样的一块金属块盖在上面固定即可。

具体加工过程中，在铒镱共掺双包层光纤放大器中，可以用125μm普通光纤剥纤钳剥除掉双包层光纤10cm外包层后，用藤仓50S熔接机将双包层光纤与普通SMF-28普通单模光纤熔接，然后放入一片黄铜导热V型槽中，在槽内点上353N胶，再将另一片V型导热槽倒扣在上面，固定即可。

本实用新型的装置利用了光在光纤内传输的基本原理：光在光纤内传输必须满足全反射条件，传输层的折射率n1>包层折射率n2。

当双包层光纤的外包层被清除掉的部分，由于内包层未有任何变化，在纤芯内传输的信号光不会受到任何影响，但高折射率的导光胶直接涂覆在没有外包层的内包层上时，对于在内包层内传输的Pump光不满足n1>n2的条件，将泄放到包层外面的导光胶里，由于采用的胶的材料对光吸收很低，这些Pump光会直接照射到金属槽内表面，转化为热能。通过金属良好的散热性，将热传导走。

从而该装置能够达到以下效果：

(1)几乎可以将100％的Pump光泄放掉；

(2)对信号光无任何影响，不引入任何额外插损；

(3)成本低廉，易于制作和批量生产，无需任何昂贵器材；

(4)通过胶剂或螺钉易于将该装置安装在系统内部任何地方；

(5)由于内部点胶密封，装置稳定可靠，抗震性强。

采用了上述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，由于内包层没有任何变化，在纤芯内传输的信号光不会受到任何影响，而高折射率的导光层直接涂覆在没有外包层的内包层上时，对于在内包层内传输的Pump光不满足n1>n2的条件，将泄放到包层外面的导光胶里，由于采用的胶的材料对光吸收很低，这些Pump光会直接照射到金属槽内表面，转化为热能。通过金属良好的散热性，将热传导走，从而可以很好地泄放走剩余的Pump光，泄放走的Pump光通过金属槽将热量导走，避免烧坏器件或影响器件性能，同时金属槽同时作为装配槽可以保护光纤熔接点的安全，导光层既用于破坏Pump光传输条件，也可以将光导到金素槽上，同时也对装置有很好的加固作用，而且不增加新的熔接点(在制作光纤放大器或光纤激光器的过程中，双包层掺杂光纤和输出光纤的熔接是必须的)，即不增加新的损耗，而且装配简单，实施容易，成本低廉，易于制作和批量生产，无需任何昂贵器材，通过胶剂或螺钉易于将该装置安装在系统内部任何地方，由于内部点胶密封，装置稳定可靠，抗震性强，而且避免了剩余Pump光功率传到下一级中劣化系统指标和损坏器件，工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1、一种用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，包括光纤纤芯和包覆于该纤芯外的内包层，其特征在于，所述的内包层外包覆有导光层，所述的导光胶层外周贴合设置有导热装置。

2、根据权利要求1所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的导光层为高折射率导光胶层、高折射率导光液体层、高折射率导光固体层或高折射率导光气体层。

3、根据权利要求1所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的导热装置为导热固定槽。

4、根据权利要求3所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的导热固定槽的凹槽形状为V型、方形、圆形、椭圆形或者梯形。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的导热装置为金属导热装置或者非金属导热装置。

6、根据权利要求5所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的金属导热装置为铝导热装置或者铜导热装置。

7、根据权利要求1至4中任一项所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的内包层为掺杂内包层。

8、根据权利要求7所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的掺杂内包层为掺镱内包层、掺铒内包层或铒镱共掺内包层。

9、根据权利要求1至4中任一项所述的用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置，其特征在于，所述的光纤纤芯为单模纤芯或者多模纤芯。

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