[发明专利]一种脉冲光纤放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤技术领域，具体涉及一种脉冲光纤放大器。

背景技术

目前，大多数的脉冲光纤放大器主要是用掺铒光纤作为增益介质，其主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦激光器(Pump-LD)、光无源器件、控制单元和监控接口(通信接口)五个基本部分组成。其中光无源器件包括：波分复用器(WDM)、光隔离器(ISO)、光纤连接器(FC/APC)和光耦合器(Coupler)。波分复用器作用是将信号光与泵浦光耦合进入掺铒光纤，光隔离器是防止光路中反向光对掺铒光纤放大器(EDFA)的影响，光纤连接器使掺铒光纤放大器与通信系统或光缆线路的连接变得容易，光耦合器从输入和输出中分路出一部分光(5％左右)送到光探测器(PIN)，由控制单元对光纤放大器的工作进行不间断地控制，监控接口向传输系统提供光纤放大器工作状态信息，确保光纤放大器作为传输系统的一个部件，纳入到统一的网络监控之中。上述掺铒光纤放大器通常工作于较高的重复频率(兆赫兹或吉赫兹量级)以及低功率(毫瓦量级)条件下，主要应用于光纤通信领域中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用掺镱光纤作为增益介质，工作于较低的重复频率(赫兹量级)，可将峰值功率瓦级的脉冲放大到千瓦级的一种脉冲光纤放大器。

为解决上述问题，本发明所设计的一种脉冲光纤放大器，主要由预放级、主放级、以及连接在两级之间的隔离组件构成，其中：

预放级包括光纤环形器、光纤滤波器、预放掺镱光纤、波分复用器、光纤反射镜和980nm泵浦激光器；光纤环形器的3个端口分别连接信号输入光纤、光纤滤波器和隔离组件；光纤滤波器经由预放掺镱光纤与波分复用器的公共端相连，波分复用器的2个复用端则分别连接光纤反射镜和980nm泵浦激光器；

隔离组件包括光纤隔离器和光电快门；光纤隔离器的两端分别连接光纤环形器和光电快门的入射端；光电快门的出射端与主放级相连；

主放级包括模场适配器、多模泵浦耦合器、主放掺镱光纤、泵浦保护滤波器和915nm多模泵浦激光器；模场适配器的两端分别连接光电快门和多模泵浦耦合器的其中一个入射端；915nm多模泵浦激光器经由泵浦保护滤波器连接至多模泵浦耦合器的另一个入射端；多模泵浦耦合器的出射端连接信号输出光纤。

上述方案所述预放掺镱光纤为吸收系数介于200B/m～300dB/m之间的单模掺镱光纤，主放掺镱光纤为芯径介于10um～25um之间的双包层掺镱光纤。

上述方案所述波分复用器为工作波长为980nm和1053nm的波分复用器。

上述方案所述光纤反射镜为中心波长为1053nm的光纤反射镜。

上述方案所述光纤滤波器的带宽为15nm。

与现有技术相比，本发明整体上采用掺镱光纤作为增益介质，并配合“预放+主放”的两级放大结构来提供泵浦效率和减少噪声，以及在两极之间加入隔离组件来减小噪声和非线性效应，从而使得本发明能够工作于较低的重复频率(赫兹量级)，并可将峰值功率瓦级的脉冲放大到千瓦级；另外，本发明还采用全光纤、全固态化结构，使其整体结构更紧凑、性能也稳定，这也让本发明更适用于低重复频率、高功率的脉冲放大方面的研究领域。

附图说明

图1为本发明一种脉冲光纤放大器的光路原理图。

图中标号：

1、预放级；1-1、光纤环形器；1-2、光纤滤波器；1-3、预放掺镱光纤；1-4、波分复用器；1-5、光纤反射镜；1-6、980nm泵浦激光器；

2、隔离组件；2-1、光纤隔离器；2-2、光电快门；

3、主放级；3-1、模场适配器；3-2、多模泵浦耦合器；3-3、主放掺镱光纤；3-4、泵浦保护滤波器；3-5、915nm多模泵浦激光器。

具体实施方式

参见图1，本发明一种脉冲光纤放大器，主要由预放级1、主放级3、以及连接在两级之间的隔离组件2构成。其中：