[发明专利]一种可调谐宽带ASE光源

权利要求书

1.一种可调谐宽带ASE光源，其特征在于包括泵浦激光器（1）、宽带反射器（2）、第一个波分复用器（3）、掺镱光纤（4）、第二个波分复用器（5）、光纤端帽（6）、带宽平坦装置（7）、光隔离器（8）和温度控制器（10）；第一个波分复用器的信号端与宽带反射器的输入端相连，第一个波分复用器的公共端与掺镱光纤（4）的一端相连，掺镱光纤（4）的另一端与第二个波分复用器的公共端相连，第二个波分复用器的信号端与带宽平坦装置的输入端相连，带宽平坦装置的输出端与光隔离器输入端相连，光隔离器输出端作为ASE光源输出端口，即前向ASE光输出；掺镱光纤（4）置于温度控制器（10）中；带宽平坦装置（7）由多段未泵浦掺镱光纤（9）组成，每段未泵浦掺镱光纤（9）均各自设有温度控制器（10）；泵浦结构采用如下方式的一种：（a)泵浦激光器的输出尾纤与第一个波分复用器的泵浦端相连，与宽带反射器（2）一起组成双程前向泵浦结构，第二个波分复用器的泵浦端与光纤端帽的输入端相连；（b）泵浦激光器（1）的尾纤连接第二个波分复用器（5）的泵浦端，与宽带反射器（2）一起组成双程后向泵浦结构，第一个波分复用器的泵浦端与光纤端帽的输入端相连；（c）由上述两种方式（a）和（b）同时进行的双程双向泵浦结构；掺镱光纤（4）的芯层和包层玻璃组分为硅酸盐玻璃，纤芯均匀掺杂镱离子（Yb³⁺），组成为92Si₂O₅-Al₂O₃-4GeO₂-3Yb₂O₃，且Yb³⁺掺杂浓度大于1×10¹⁹ions/cm³；纤芯基质材料包括硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃或碲酸盐玻璃；所述带宽平坦装置（7）为多个工作单元构成，每一段未泵浦掺镱光纤绕成光纤圈，置于一个温度控制器（10）上面，即构成一个工作单元；n个工作单元串联构成一个工作单元组，n≥2；每个工作单元中使用的未泵浦掺镱光纤为同一类型光纤或者不同类型光纤，或者使用的未泵浦掺镱光纤为相同长度光纤或者不同长度光纤，其中每一段未泵浦掺镱光纤的使用长度为0.1～10米；任意调节与控制每段未泵浦掺镱光纤（9）工作温度在–100℃~150℃范围内变化，从而改变Yb³⁺离子的吸收谱和发射谱；实现具有达到100mW以上的输出功率， 3dB光谱宽度平坦带宽的ASE光源，其输出波长可以覆盖1000~1100nm波段。

2.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述掺镱光纤（4）的纤芯形状为圆形，纤芯直径为4～15μm，包层形状为圆形，包层直径为80～300μm，纤芯的数值孔径为0.06～0.20，使用长度为0.2～15米。

3.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述掺镱光纤（4）绕成光纤圈，固定封装于一铝制光路盒中，置于精密温度控制器（10）上面；温度控制器（10）对掺镱光纤（4）的工作温度进行控制，温度控制精度为±0.1℃，从而调谐ASE光的工作带宽。

4.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述泵浦激光器（1）为半导体激光器、光纤激光器或者固态激光器，其泵浦波长范围为800～1100nm，输出功率大于50mW，输出尾纤为单模光纤或多模光纤。

5.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述光纤端帽（6）为一段无源单包层光纤，且该无源单包层光纤的一端端面研磨成8°斜角，镀上宽带增透膜，所述增透膜对1064nm波段ASE光的透射率大于95%。

6.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述第二个波分复用器（5）的泵浦端亦能用作滤除残留泵浦光的端口。

7.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于所述掺镱光纤（4）、泵浦激光器（1）、宽带反射器（2）、第一个波分复用器（3）、第二个波分复用器（5）、光纤端帽（6）、带宽平坦装置（7）、光隔离器（8）之间的连接方式为：研磨抛光其相应光纤端面进行机械对接，或者通过光纤熔接机进行熔融连接。

8.如权利要求1所述的可调谐宽带ASE光源，其特征在于宽带反射器为一端口类型1×2的光耦合器，将其两个输出端连接在一起构成光纤反射环，所述光耦合器的分光比为30:70~50:50；或者为第一个波分复用器信号端的光纤端面镀上宽带薄膜构成的镀膜反射镜，所述宽带薄膜对1064nm波段信号光波长高反，其中心波长处的反射率大于80%。