[实用新型]低偏振度的喇曼放大器泵浦源结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低偏振度的喇曼放大器泵浦源结构。属于喇曼光纤放大器偏振相关增益的技术。

                      背景技术

喇曼放大器的工作机理不是能级跃迁，而是受激喇曼散射效应，信号放大的过程实际上就是信号光场与泵浦光激发的受激喇曼散射场之间的相互作用。这种相互作用严重依赖于两个光场之间的偏振关系。当信号光场与散射光场的偏振方向垂直时，信号光不能有效放大；当两者的偏振化方向平行时，则信号光能够获得最大限度的放大；其他的偏振关系获得放大作用处于前两者之间。受激喇曼散射光场的偏振化方向与泵浦光的偏振方向相同，因此，信号光的喇曼增益的偏振相关性主要是由泵浦光的偏振特性引起的。为了克服或减小信号光的喇曼增益的偏振相关性，必须对喇曼泵浦源进行消偏处理。

在分布式喇曼放大器中，增益介质就是传输光纤本身。传输光纤接近理想的圆柱波导，其消偏能力比较小，不能满足商用化的要求，特别是前向泵浦的喇曼放大器，增益为10dB时，偏振相关增益(PDG)高于0.5dB，因此必须找出有效的方法来减小偏振态的影响。

传统的方案是通过同一波长上采用两个激光器，通过偏振耦合使得增益介质中相互垂直的两个电场方向的泵浦功率大致相等。这种方法增加了激光器的个数，同组的两个激光器输出功率不同，也会使PDG增大，同时PDG的减少还受到泵浦光输出消光比的限制。经检索关于45°消偏熔接技术虽有报导：如美国专利5,881,185，申请日是1999年5月9日。该专利描述的仅是制作消偏技术的方法，并没有谈及在喇曼放大器泵浦源结构上的应用，更没有谈及两级消偏。

                      技术方案

本实用新型的目的是提出一种利用两段保偏光纤(PMF)的高双折射，通过45°消偏熔接，能够同时完成两个或者多个泵浦激光器的合波与消偏，很好的解决喇曼放大器的增益偏振相关(PDG)问题。

本实用新型的低偏振度的喇曼放大器泵浦源的结构，包括大功率激光器、偏振合波器、波分复用器及匹配的连接光纤，在偏振合波器之后的连接光纤部分设有用两段保偏光纤45°消偏熔接的消偏器，两段保偏光纤的长度L1和L2即要满足对快轴光与慢轴光的光程差大于光源的相干长度，又要满足快轴光与慢轴光的光程差之差也大于光源的相干长度。

所述的喇曼放大器泵浦源结构，如果采用相同的保偏光纤，两段保偏光纤的长度L2＝2L1。

所述的喇曼放大器泵浦源结构，可在偏振合波器和波分复用器之间设置保偏光纤消偏熔接的消偏器；也可在波分复用器的后面设置保偏光纤消偏熔接的消偏器。当在偏振合波器和波分复用器之间设置保偏光纤消偏熔接的消偏器时，设两级保偏光纤消偏熔接的消偏器最佳。

本实用新型采用45°消偏熔接技术用于减小喇曼放大器的泵浦源PDG，其优势在于：

1、同组波长不需要采用两个激光器。

2、消偏器放在偏振合波器的后面时，同时完成了两个泵浦激光器的合波与消偏，如图2所示。

3、消偏器放在WDM后面时，则能够同时完成多个泵浦激光器的合波与消偏。

                     附图说明

图1保偏光纤消偏熔接的消偏器PMF组成示意图，图2是本实用新型当消偏器放在偏振合波器的后面时结构示意图，图3是消偏器放在WDM的后面时结构示意图，图4是传统的消偏方案。图中：L1和L2代表保偏光纤的长度，LD1-LD4是激光器，λ1-λ4是各激光器的波长，PBC是偏振合波器，Depolarizer是两段45°消偏熔接的保偏光纤消偏器，WDM是波分复用器。

                     具体实施方式

消偏器由两段保偏光纤45°熔接的PMF组成，如图1：利用琼斯矩阵对消偏器的传输特性进行理论分析得出：当两段包偏光纤的长度(相同的两段光纤)满足(1)式时，输出光的偏振度DOP最小：满足式(1)后得出输出泵浦光的相干度为：

  DOP＝|cos(2θ)cos(2θ_p)|     (2)

式中：θ_p为入射线偏光的偏振方向与第一段保偏光纤慢轴的夹角；θ为两段保偏光纤慢轴的夹角；

当θ或θ_p为45°时，DOP为0。