[发明专利]在约974nm-1030nm波长范围内具有高亮度低噪声输出的高功率光纤泵浦源

权利要求书

1.一种高功率超亮泵浦和低噪声源HPUBLNS，包括：

至少一个种子源，产生波长λ_p的低噪声信号光；

多个高功率“HP”半导体激光二极管，组合在一起以在副泵浦波长λ_sp处辐射副泵浦发射；以及

Yb掺杂多模“MM”光纤波长转换器，将副泵浦波长λ_sp处的副泵浦发射转换为在波长λ_p处的泵浦输出，所述Yb掺杂多模光纤波长转换器配置为在波长λ_p处发射泵浦输出，所述泵浦输出具有：

与低噪声信号光实质上相同的噪声级别，

实质上等于n x B的亮度“B”，其中n是HP半导体激光二极管的个数，并且B是每一个HP激光二极管的亮度，以及

实质上等于nPd的输出功率“Po”，其中Pd是每一个HP激光二极管的功率，并且n是HP激光二极管的个数。

2.根据权利要求1所述的HPUBLNS，还包括具有芯区的传输光纤，所述传输光纤接收和导引放大的低噪声泵浦输出，所述传输光纤的芯区的芯区直径配置为小于发射具有实质上等于泵浦输出的功率的输出光的MM组合器泵浦源的芯区直径，其中泵浦输出的亮度是MM组合器的输出光的亮度的至少10倍或以上。

3.根据权利要求1所述的HPUBLNS，其中所述波长转换器配置为使得放大的低噪声泵浦输出的均方根最多是0.1％。

4.根据权利要求2所述的HPUBLNS，其中所述种子源具有从以下组选择的配置，所述组包括：一个或多个组合的MM带尾纤激光二极管，以及一个或多个SM光纤振荡器。

5.根据权利要求1所述的HPUBLNS，其中所述副泵浦波长λ_sp在约910nm-975nm波长范围之间变化。

6.根据权利要求4所述的HPUBLNS，其中所述波长转换器配置有MMYb掺杂光纤以及输入和输出无源MM光纤，将所述输入和输出无源MM光纤接合至Yb掺杂光纤的相应相对端面，并且所述输入和输出无源MM光纤具有实质上等于接合至输出无源光纤、Yb掺杂光纤的传输光纤的芯区直径的均匀芯区直径，将输入无源光纤接合至带尾纤激光二极管的输出光纤。

7.根据权利要求1所述的HPUBLNS，其中所述半导体激光二极管配置为对波长光纤转换器进行端泵浦或侧泵浦。

8.根据权利要求1所述的HPUBLNS，其中Yb波长转换器的数值孔径范围在约0.05和约0.13之间，而MM种子源的数值孔径在约0.1和约0.13之间变化。

9.根据权利要求1所述的HPUBLNS，还包括SM Yb掺杂光纤振荡器，所述SM Yb掺杂光纤振荡器接收放大的低噪声泵浦光，并且操作用于产生在大于泵浦输出波长λ_p的波长处的SM光输出。

10.根据权利要求9所述的HPUBLNS，其中所述SM Yb光学振荡器包括：

具有MM芯区的双包层Yb掺杂光纤，配置为支持在所需波长范围内的实质上单一基模，

间隔开的双包层输入和输出无源光纤，接合至Yb掺杂光纤的相应相对端面、并且具有相应的单模芯区，以及

一对光纤布拉格光栅，每一个均设置在无源光纤的SM芯区中，使得Yb激光器在约1015-1030nm波长范围内输出基模SM泵浦光。

11.根据权利要求6所述的HPUBLNS，其中所述MM波长转换器的Yb掺杂光纤的芯区具有最高至约300μm的芯区直径。

12.根据权利要求1所述的HPUBLNS，还包括至少一个附加的HPPS，其中多个HPUBLNS光学地组合以对Yb增益模块进行端泵浦。

13.根据权利要求1所述的HPUBLNS，还包括至少一个附加的HPPS，其中多个HPPLNS光学地组合以对Yb增益模块进行侧泵浦。

14.根据权利要求1所述的HPUBLNS，其中波长转换器具有Yb掺杂MM光纤，所述Yb掺杂MM光纤配置有范围在约10ppm和200ppm之间的Yb离子浓度。

15.根据权利要求2所述的HPUBLNS，其中所述传输光纤的芯区至少是50μm。