[发明专利]一种基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器

权利要求书

1.一种基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，它包括种子源(1)、高功率光纤激光泵浦源阵列(2)、泵浦信号合束器(3)、拉曼光纤(4)和端帽(5)；

所述种子源(1)为信号光波长的激光源，它与泵浦信号合束器(3)的中心信号臂相连；

所述高功率光纤激光泵浦源阵列(2)的输出臂分别接入泵浦信号合束器(3)的泵浦输入臂；

所述泵浦信号合束器(3)的输出端与拉曼光纤(4)连接，拉曼光纤(4)的另一端与端帽(5)连接，并通过端帽(5)输出拉曼激光，所述拉曼光纤(4)为双包层无源光纤；

所述泵浦信号合束器(3)的输出光纤和端帽(5)的尾纤均为与拉曼光纤(4)相同的双包层无源光纤。

2.如权利要求1所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，还包括光纤光栅(8)，所述光纤光栅(8)的一端连接在泵浦信号合束器(3)的输出光纤与拉曼光纤(4)的熔接点上，另一端连接在拉曼光纤(4)与端帽(5)之间的熔接点上，以使光纤光栅(8)和拉曼光纤(4)并联在泵浦信号合束器(3)与端帽(5)之间。

3.如权利要求1或2所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，还包括下一级放大器，所述下一级放大器包括隔离器(9)、第二高功率光纤激光泵浦源阵列(10)、第二泵浦信号合束器(11)和第二拉曼光纤(12)，其中，所述拉曼光纤(4)的输出端与隔离器(9)输入臂相连，隔离器(9)的输出臂依次连接第二高功率光纤激光泵浦源阵列(10)、第二泵浦信号合束器(11)、第二拉曼光纤(12)，第二拉曼光纤(12)的输出端与端帽(5)相连接，隔离器(9)的作用是防止下一级放大器的后向回光损伤。

4.如权利要求3所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，种子源(1)是半导体激光器、掺镱光纤激光器、拉曼光纤激光器中的一种，其信号光波长位于所述高功率光纤激光泵浦源阵列(2)波长对应的拉曼增益谱内；其信号光光束质量因子M²小于高功率光纤激光泵浦源阵列(2)激光光束质量因子M²。

5.如权利要求1-3中任一权利要求所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述高功率光纤激光泵浦源阵列(2)由一个或多个激光器组成，所述激光器为半导体激光器和/或掺镱光纤激光器；所述高功率光纤激光泵浦源阵列(2)的波长范围在0.9微米至1.1微米之间。

6.如权利要求1-3中任一权利要求所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述泵浦信号合束器(3)为端泵合束器或侧泵合束器，其输出光纤与拉曼光纤(4)是同种双包层无源光纤。

7.如权利要求6所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述泵浦信号合束器(3)为端泵泵浦信号合束器时，其输入光纤根数为7或者19，其中光纤束的中心纤为信号输入臂(6)，围绕中心纤的其余光纤为泵浦输入臂。

8.如权利要求7所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述信号输入臂(6)位于拉锥光纤束中心臂，种子源(1)与信号输入臂(6)相连，经过泵浦信号合束器(3)输出，光束质量因子M²的退化比例小于等于50％。

9.如权利要求6所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述泵浦信号合束器(3)为侧泵泵浦信号合束器时，其输入光纤根数为3，其中一根为信号输入臂(6)，其余两根泵浦输入臂，种子源(1)与信号输入臂(6)相连，经过泵浦信号合束器(3)输出，光束质量因子M²的退化比例小于等于50％。

10.如权利要求1所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述拉曼光纤(4)、泵浦信号合束器(3)输出光纤以及端帽(5)的尾纤均为双包层无源光纤，其纤芯的折射率分布是阶跃型或者呈平方率分布的渐变型，其芯包面积比小于等于20。

11.如权利要求1所述的基于包层泵浦的大功率拉曼光纤放大器，其特征在于，所述双包层无源光纤是具有长波滤除功能的大模场光纤，在纤芯与包层交界区域存在低折射率沟壑，所述低折射率沟壑为W型光纤、单个沟壑、多个沟壑型光纤中的一种或多种。