CN102185238B - 通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器 - Google Patents

通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，适用于光纤通信领域。为了克服已有的光纤放大器在单模和大功率不能兼得的问题，通过改变放大器中光纤的包层折射率分布情况，以达到改变纤芯中传输激光模式，实现单模情况下的大模场面积信号放大。具体实施为用氢氟酸溶液腐蚀掉光纤的包层(2)，以折射率大于包层(2)的折射率小于纤芯(1)的折射率的石英填充，形成填充区(4)。填充区的形状为D形、环形、矩形和螺旋式缠绕。该光纤放大器用于光纤通信中激光信号的大功率放大。

Description

通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器
技术领域
本发明涉及一种大有效面积单模光纤放大器，适用于光纤通信。
背景技术
光纤放大器的出现，使得光纤通信可以在大功率、远距离、无电中继方面做到电中继的光-电-光的转换无法做到的优势。光纤放大器以其优异的信号放大以及光路的透明性得到了广泛的认同，随着技术的发展，光纤放大器的放大倍数越来越大，高倍率光纤放大器在光纤通信、国防和传感等领域的应用日益引起人们的重视，其广泛的应用领域使得人们对光纤放大器的投入越来越大。虽然在一些实验中光纤放大器的高放大倍率已经有了一定的成果，但是能够输出单模大功率的光纤放大器还有一定的限制。首先一个原因是光纤放大器腔内单位体积内能够承受的功率是有限制的，超过承受的功率阀值输出的激光功率难以继续增长，从而难以得到高的放大倍率的信号放大，另外一个是非线性效应的作用，两种因素都会使输出的放大后的信号光的光束质量急剧恶化。而如果要得到单模且光束质量较好的光纤放大器，功率提高使结构变得复杂，光束质量控制困难，效率低下。
发明内容
为了克服已有的光纤放大器在单模和大功率不能兼得的问题，本发明提供通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
本发明的技术方案为：
通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，该放大器包括：光纤以及泵浦源。
用氢氟酸溶液腐蚀掉光纤的包层，以折射率大于包层的折射率小于纤芯的折射率的石英填充，形成填充区。
所述的纤芯的半径为8微米至100微米，包层的厚度为50微米至100微米，填充区的轴向长度为1毫米至10毫米。
所述的填充区的形状为D形，其弦高为10微米至70微米。
所述的填充区为螺旋矩形槽，槽宽为10微米，螺距100微米，槽深为包层的厚度。
所述的填充区为环状，其轴向长度为1毫米至10毫米的全部光纤的包层。
所述的填充区为矩形槽，矩形槽的轴向长度为10毫米，槽宽为10微米，深为60微米。
所述的填充区的数量为一个或两个。
本发明和已有技术相比所具有的有益效果：
由于本发明采用纤芯半径为5微米至100微米的光纤，增大了放大器增益的截面积，从而减小了光纤内的最大单位体积功率，降低了损耗，在同等总输出功率的情况下，更不容易产生非线性效应，因而可以使输出的总功率随纤芯半径的增大而线性增大。由于光纤中部分包层的材料更换，使得折射率更加接近纤芯，从而减小了光纤的归一化频率，可以在纤芯半径较大的情况下实现单模放大输出。
附图说明
图1填充区为环形的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
图2为图1沿A-A的截面图。
图3填充区为D形的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
图4为图3沿B-B截面图。
图5填充区为螺旋矩形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
图6填充区为矩形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
图7为图6的C-C的截面图。
图8填充区为两个环形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
图9填充区为两个D形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施方式一
通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图1、2所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.6，包层2的折射率为1.4。
用氢氟酸溶液腐蚀掉轴向长度为1毫米的环形区，环的厚度为50微米，以折射率为1.5的石英填充，形成填充区4。
所述的纤芯1的半径为8微米，包层2的厚度为50微米，填充区4的轴向长度为1毫米。
泵浦源3对所述的光纤端面泵浦。
实施方式二
填充区为D形的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图3、4所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.9，包层2的折射率为1.7。
用氢氟酸溶液腐蚀掉形状为D形，弦高为10微米，轴向长度为10毫米，以折射率为1.8的石英填充，形成填充区4。
所述的纤芯1的半径为100微米，包层2的厚度为100微米。
泵浦源3对所述的光纤侧面泵浦。
实施方式三
填充区为螺旋矩形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图5所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.8，包层2的折射率为1.6。
用氢氟酸溶液腐蚀掉填充区4为螺旋矩形槽，槽宽为10微米，螺距100微米，槽深为包层2的厚度，以折射率为1.7的石英填充，形成填充区4。
所述的纤芯1的半径为50微米，包层2的厚度为80微米。
泵浦源3对所述的光纤端面泵浦。
实施方式四
填充区为矩形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图6、7所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.8，包层2的折射率为1.6。
用氢氟酸溶液腐蚀掉填充区4为矩形槽，矩形槽的轴向长度为10毫米，槽宽为10微米，深为60微米，以折射率为1.7的石英填充，形成填充区4。
所述的纤芯1的半径为8微米，包层2的厚度为70微米。
泵浦源3对所述的光纤端面和侧面泵浦。
实施方式五
填充区为两个环形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图8所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.6，包层2的折射率为1.4。
用氢氟酸溶液腐蚀掉第一填充区41和第二填充区42均为环形，两环形的轴向长度均为5毫米，深为70微米，以折射率为1.5的石英填充。
所述的纤芯1的半径为10微米，包层2的厚度为70微米。
泵浦源3对所述的光纤侧面泵浦。
实施方式六
填充区为两个D形槽的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，如图9所示。该放大器包括：光纤以及泵浦源3。
光纤的纤芯1的折射率为1.6，包层2的折射率为1.4。
用氢氟酸溶液腐蚀掉第一光纤光栅31和第二光纤光栅32之间的第一填充区41和第二填充区42均为D形，第一填充区41的轴向长度均为5毫米，弦高为70微米，以折射率为1.5的石英填充，第二填充区42的轴向长度均为8毫米，弦高为60微米，以折射率为1.55的石英填充。
所述的纤芯1的半径为10微米，包层2的厚度为70微米。
泵浦源3对所述的光纤侧面泵浦。

Claims (5)

1.通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，该放大器包括：光纤以及泵浦源(3)；其特征在于：
用氢氟酸溶液腐蚀掉光纤的包层(2)，以折射率大于包层(2)的折射率且小于纤芯(1)的折射率的石英填充，形成填充区(4)；
所述的纤芯(1)的半径为8微米至100微米，包层(2)的厚度为50微米至100微米，填充区(4)的轴向长度为1毫米至10毫米，填充区(4)的数量为一个或两个。
2.根据权利要求1所述的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，其特征在于：
所述的填充区(4)的形状为D形，其弦高为10微米至70微米。
3.根据权利要求1所述的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，其特征在于：
所述的填充区(4)为螺旋矩形槽，槽宽为10微米，螺距100微米，槽深为包层(2)的厚度。
4.根据权利要求1所述的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，其特征在于：
所述的填充区(4)为环状，其轴向长度为1毫米。
5.根据权利要求1所述的通过改变包层折射率分布的大有效面积单模光纤放大器，其特征在于：
所述的填充区(4)为矩形槽，矩形槽的轴向长度为10毫米，槽宽为10微米，深为60微米。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121460A (en) * 1991-01-31 1992-06-09 The Charles Stark Draper Lab., Inc. High-power mode-selective optical fiber laser
US5412745A (en) * 1994-05-05 1995-05-02 Corning Incorporated Fiber optic coupler exhibiting low nonadiabatic loss
CN1165306A (zh) * 1996-02-12 1997-11-19 康宁股份有限公司 具有较大有效面积的单模光波导
US5715346A (en) * 1995-12-15 1998-02-03 Corning Incorporated Large effective area single mode optical waveguide
CN101409421A (zh) * 2008-11-20 2009-04-15 北京交通大学 一种单模工作的大模场面积多模光纤激光器
CN201314957Y (zh) * 2008-11-13 2009-09-23 富通集团有限公司 一种改进的具有大模场分布的非零色散位移单模光纤

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121460A (en) * 1991-01-31 1992-06-09 The Charles Stark Draper Lab., Inc. High-power mode-selective optical fiber laser
US5412745A (en) * 1994-05-05 1995-05-02 Corning Incorporated Fiber optic coupler exhibiting low nonadiabatic loss
US5715346A (en) * 1995-12-15 1998-02-03 Corning Incorporated Large effective area single mode optical waveguide
CN1165306A (zh) * 1996-02-12 1997-11-19 康宁股份有限公司 具有较大有效面积的单模光波导
CN201314957Y (zh) * 2008-11-13 2009-09-23 富通集团有限公司 一种改进的具有大模场分布的非零色散位移单模光纤
CN101409421A (zh) * 2008-11-20 2009-04-15 北京交通大学 一种单模工作的大模场面积多模光纤激光器

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