CN207938958U - 一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，包括若干个单元结构，所述的单元结构包括双光纤头结构、准直透镜、反射镜、泵浦耦合系统、泵浦源，所述双光纤头结构包含并列排列的增益光纤，所述的准直透镜将增益光纤的放大种子光准直，所述的反射镜将准直后的光以小角度反射，所述的准直透镜将反射镜反射后的光耦合到另一增益光纤中，实现串联式光纤连接，本方案可做到无光纤弯曲，避免了小型化光纤器件封装中通常要面对的弯曲半径限制问题。

Description

一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其是解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其可用于极小结构尺寸的光纤放大器封装。

背景技术

目前的激光设备市场竞争越来越激烈，设备要求的体积越来越小。标准化、极小尺寸的封装，是激光设备产品的根本趋势。但极小封装尺寸也限制了很多光纤器件实现该种标准化的封装，从而限制了产品的使用范围，造成使用成本过高。如EDFA产品由于使用大量的增益光纤，因光纤弯曲半径的限制，很难实现上述提及的小型化封装，从而在使用上造成了限制。

发明内容

针对现有技术的情况，本实用新型的目的在于提供一种能够实现小型化封装和解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构。

为了实现上述的技术目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其包括种子源、种子源耦合系统和N个单元结构，所述的N个单元结构包括N个双光纤头结构、2N个准直透镜、2N个反射镜、2N泵浦耦合系统和2N个泵浦源，其中N≥1，所述的双光纤头结构包括至少两根并列设置的增益光纤；所述的种子源和种子源耦合系统依序设置在N个单元结构一端的双光纤头结构端部一侧且种子源发出的种子光经过种子源耦合系统耦合后，进入到双光纤头结构的增益光纤中；

当N=1时，所述双光纤头结构两端部的一侧均依序设有准直透镜、反射镜、泵浦耦合系统和泵浦源，位于双光纤头结构其中一端的泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统后进入到双光纤头结构的其中一增益光纤内，种子源发出的种子光经种子源耦合系统耦合后也入射到双光纤头结构的其中一增益光纤内，然后经增益光纤放大后的种子光经双光纤头结构一端的准直透镜准直射入至反射镜，所述的反射镜将放大的种子光反射回准直透镜并耦合进入双光纤头结构的另一增益光纤，位于双光纤头结构另一端的泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的另一增益光纤内，将放大的种子光再次放大，经放大的种子光再通过双光纤头结构另一端的准直透镜准直入射到反射镜后，再反射输出；

当N＞1时，所述N个单元结构的N个双光纤头结构相互并排设置，所述双光纤头结构一端部的一侧均对应依序设有一个准直透镜、一个反射镜、一个泵浦耦合系统和一个泵浦源，其中，泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的其中一增益光纤内；相邻两个双光纤头结构另一端部的一侧之间对应依序设有一个准直透镜、一个反射镜、一个泵浦耦合系统和一个泵浦源，其中，泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的另一增益光纤内；种子源发出的种子光经种子源耦合系统入射到双光纤头结构的其中一增益光纤内，被放大的种子光射入与其位置对应的准直透镜后，经准直透镜准直且射入至对应位置的反射镜，反射镜将放大的种子光反射回准直透镜并耦合进入双光纤头结构的另一增益光纤，经由另一增益光纤将放大的种子光依序射入相邻双光纤头结构另一端部对应的准直透镜和反射镜后，再由反射镜将入射光射回相邻双光纤头结构另一端对应的准直透镜并射入相邻双光纤头的其中一增益光纤中，并以此规律依序经过N个单元结构后，由另一端单元结构另一侧的反射镜将放大种子光输出。

进一步，所述双光纤头结构的增益光纤为掺杂稀土离子光纤，尤其是高掺杂稀土离子的光纤。

进一步，所述的准直透镜为球面透镜、自聚焦透镜或薄透镜。

进一步，所述的反射镜为泵浦光高透且种子光高反的镜片。

采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果为：通过设置N个单元结构进行配合，并且利用单元结构中的双光纤头结构、准直透镜和反射镜的配合来替代传统光纤弯折的结构方案，使得光纤达到无需弯折的效果，避免了小型化光纤器件封装中通常要面对的光纤弯曲半径的限制问题，令光纤器件可以更为可靠的实现小型化封装。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述：

图1为本实用新型实施例1的实施结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的实施结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型包括种子源101、种子源耦合系统102和1个单元结构，所述的1个单元结构包括1个双光纤头结构103、2个准直透镜104、108、2个反射镜105、109、2个泵浦耦合系统107、111和2个泵浦源106、110，所述的双光纤头结构103包括两根并列设置的增益光纤103A、103B；所述的种子源101和种子源耦合系统102依序设置在1个单元结构一端的双光纤头结构103端部一侧且种子源101发出的种子光经过种子源耦合系统102耦合后，进入到双光纤头结构103的增益光纤中；

其中，双光纤头结构103两端部的一侧均依序设有准直透镜104、108、反射镜105、109、泵浦耦合系统107、111和泵浦源106、110，位于双光纤头结构103其中一端的泵浦源106所发出的泵浦光经泵浦耦合系统107后进入到双光纤头结构103的其中一增益光纤103A内，种子源101发出的种子光经种子源耦合系统102耦合后也入射到双光纤头结构103的其中一增益光纤103A内，然后经增益光纤103A放大后的种子光经双光纤头结构103一端的准直透镜104准直射入至反射镜105，所述的反射镜105将放大的种子光以小角度反射回准直透镜104并耦合进入双光纤头结构103的另一增益光纤103B，位于双光纤头结构103另一端的泵浦源110所发出的泵浦光经泵浦耦合系统111进入到双光纤头结构103的另一增益光纤103B内，将放大的种子光再次放大，经放大的种子光再通过双光纤头结构103另一端的准直透镜108准直入射到反射镜109后，再反射输出。

另外，所述双光纤头结构103的增益光纤103A、103B为掺杂稀土离子光纤，尤其是高掺杂稀土离子的光纤，另外，所述的准直透镜104、108为球面透镜、自聚焦透镜或薄透镜，进一步，所述的反射镜105、109可以为泵浦光高透且种子光高反的镜片。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例大致相同，其不同之处在于，单元结构的数量为N个且 N＞1，所述N个单元结构203A、203B、203C……的N个双光纤头结构相互并排设置，所述双光纤头结构203A、203B、203C……一端部的一侧均对应依序设有一个准直透镜204A、204C、204E……、一个反射镜205A、205C、205E……、一个泵浦耦合系统207A、207C、207E……和一个泵浦源206A、206C、206E……，其中，泵浦源206A、206C、206E……所发出的泵浦光经泵浦耦合系统207A、207C、207E……进入到双光纤头结构203A、203B、203C……的其中一增益光纤内；相邻两个双光纤头结构另一端部的一侧之间对应依序设有一个准直透镜204B、204D、204F……、一个反射镜205B、205D、205F……、一个泵浦耦合系统207B、207D、207F……和一个泵浦源206B、206D、206F……，其中，泵浦源206B、206D、206F……发出的泵浦光经泵浦耦合系统207B、207D、207F……进入到双光纤头结构203A、203B、203C……的另一增益光纤内。

当种子源201发出的种子光经种子源耦合系统202入射到双光纤头结构203A的其中一增益光纤内，被放大的种子光射入与其位置对应的准直透镜204A后，经准直透镜准204A直且射入至对应位置的反射镜205A，反射镜205A将放大的种子光反射回准直透镜204A并耦合进入双光纤头结构203A的另一增益光纤，经由另一增益光纤将放大的种子光依序射入相邻双光纤头203A、203B结构另一端部对应的准直透镜204B和反射镜205B后，再由反射镜205B将入射光射回相邻双光纤头结构203A、203B另一端对应的准直透镜204B并射入相邻双光纤头203B的其中一增益光纤中，例如：双光纤头结构203A和203B、准直透镜204A和204B、反射镜205A和205B、泵浦源206A和206B、泵浦耦合系统207A和207B实现了单极结构，再通过双光纤头结构203C和203D、准直透镜204C和204D、反射镜205C和205D、泵浦源206C和206D、泵浦耦合系统207C和207D实现了双极结构，再通过双光纤头结构203E和203F、准直透镜204E和204F、反射镜205E和205F、泵浦源206E和206F、泵浦耦合系统207E和207F实现了三极结构，并以此规律依序经过N个单元结构后，由另一端单元结构另一侧的反射镜将放大种子光输出，以此实现非弯曲式的多级光纤放大的功能。

以上所述为本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其特征在于：其包括种子源、种子源耦合系统和N个单元结构，所述的N个单元结构包括N个双光纤头结构、2N个准直透镜、2N个反射镜、2N泵浦耦合系统和2N个泵浦源，其中N≥1，所述的双光纤头结构包括至少两根并列设置的增益光纤；所述的种子源和种子源耦合系统依序设置在N个单元结构一端的双光纤头结构端部一侧且种子源发出的种子光经过种子源耦合系统耦合后，进入到双光纤头结构的增益光纤中；

当N=1时，所述双光纤头结构两端部的一侧均依序设有准直透镜、反射镜、泵浦耦合系统和泵浦源，位于双光纤头结构其中一端的泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统后进入到双光纤头结构的其中一增益光纤内，种子源发出的种子光经种子源耦合系统耦合后也入射到双光纤头结构的其中一增益光纤内，然后经增益光纤放大后的种子光经双光纤头结构一端的准直透镜准直射入至反射镜，所述的反射镜将放大的种子光反射回准直透镜并耦合进入双光纤头结构的另一增益光纤，位于双光纤头结构另一端的泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的另一增益光纤内，将放大的种子光再次放大，经放大的种子光再通过双光纤头结构另一端的准直透镜准直入射到反射镜后，再反射输出；

当N＞1时，所述N个单元结构的N个双光纤头结构相互并排设置，所述双光纤头结构一端部的一侧均对应依序设有一个准直透镜、一个反射镜、一个泵浦耦合系统和一个泵浦源，其中，泵浦源所发出的泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的其中一增益光纤内；相邻两个双光纤头结构另一端部的一侧之间对应依序设有一个准直透镜、一个反射镜、一个泵浦耦合系统和一个泵浦源，其中，泵浦光经泵浦耦合系统进入到双光纤头结构的另一增益光纤内；种子源发出的种子光经种子源耦合系统入射到双光纤头结构的其中一增益光纤内，被放大的种子光射入与其位置对应的准直透镜后，经准直透镜准直且射入至对应位置的反射镜，反射镜将放大的种子光反射回准直透镜并耦合进入双光纤头结构的另一增益光纤，经由另一增益光纤将放大的种子光依序射入相邻双光纤头结构另一端部对应的准直透镜和反射镜后，再由反射镜将入射光射回相邻双光纤头结构另一端对应的准直透镜并射入相邻双光纤头的其中一增益光纤中，并以此规律依序经过N个单元结构后，由另一端单元结构另一侧的反射镜将放大种子光输出。

2.根据权利要求1所述的一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其特征在于：所述双光纤头结构的增益光纤为掺杂稀土离子光纤。

3.根据权利要求1所述的一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其特征在于：所述的准直透镜为球面透镜、自聚焦透镜或薄透镜。

4.根据权利要求1所述的一种解决光纤弯曲半径限制的多级光纤放大器机构，其特征在于：所述的反射镜为泵浦光高透且种子光高反的镜片。