本公開涉及用于數(shù)據(jù)通信和電通信的光學(xué)放大器系統(tǒng)，更具體地，涉及一種泵浦激光器封裝體，其提供信號和泵浦束作為組合的光信號，同時執(zhí)行附加的光學(xué)功能、節(jié)省空間、減小光學(xué)放大器系統(tǒng)的光學(xué)部件的尺寸、簡化光學(xué)放大器系統(tǒng)的配置和/或構(gòu)造、和/或減少實施光學(xué)放大器系統(tǒng)的成本。

背景技術(shù)：

用于數(shù)據(jù)通信和電通信的光學(xué)放大器系統(tǒng)可包括用于泵浦激光器的分立部件、波分復(fù)用器(wdm)等等。這些分立的部件可以通過與信號光纖接續(xù)在一起的光纖互連。管理這些分立部件、光纖以及接續(xù)所需空間，需要路由光纖(routingfiber)(其可能對引入損耗的彎曲半徑問題敏感)，以及需要多個光纖接頭(其可引入額外的損耗)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)一些可能的實施例，泵浦激光器封裝體可包括：在封裝體內(nèi)自由空間中的第一光路上發(fā)送信號光的輸入光纖，其中第一透鏡可布置在第一光路上，其中該第一透鏡可具有在第一透鏡材料內(nèi)的基本一致的折射率；在封裝體內(nèi)自由空間中的第二光路上發(fā)送泵浦光的源，其中第二透鏡和第三透鏡可布置在第二光路上，其中第三透鏡可為負(fù)透鏡，其中第二透鏡和第三透鏡可由封裝體內(nèi)部的自由空間分離，以及其中第一透鏡和第三透鏡布置為在封裝體內(nèi)部的自由空間中的虛像平面處產(chǎn)生與泵浦光相關(guān)的虛像；在封裝體內(nèi)自由空間中的第三光路上的輸出光纖，其中第一透鏡可布置在第三光路上；以及在封裝體內(nèi)自由空間中的wdm濾波器，其在第一光路上接收信號光并且在第三光路上發(fā)送該信號光，在第二光路上接收泵浦光并且在第三光路上發(fā)送該泵浦光，以及其中該wdm濾波器可布置在第一透鏡和第三透鏡之間。

根據(jù)一些可能的實施例，光纖耦合激光源可以包括輸入光纖，用于在封裝體內(nèi)部自由空間中的第一光路上發(fā)送輸入光；激光二極管，用于在封裝體內(nèi)部自由空間中的第二光路上發(fā)送源光；輸出光纖，在封裝體內(nèi)部自由空間中的第三光路上；布置在第一光路和第三光路上的第一透鏡，其中第一透鏡可包括具有基本一致的折射率的材料；布置在第二光路上的第二透鏡和第三透鏡，其中第三透鏡可以是負(fù)透鏡，其中第二透鏡和第三透鏡可由封裝體內(nèi)部的自由空間分離，以及其中第一透鏡和第三透鏡可布置為在封裝體內(nèi)部的自由空間中的虛像平面處產(chǎn)生與源光相關(guān)的虛像；以及組合器(combiner)，布置在封裝體內(nèi)部自由空間中的第一透鏡和第二透鏡之間，在第一光路上接收輸入光并在第三光路上發(fā)送該輸入光，以及在第二光路上接收源光并在第三光路上發(fā)送該源光。

根據(jù)一些可能的實施例，一種方法可包括：通過輸入光纖在封裝體內(nèi)部自由空間中的第一光路上發(fā)送信號光，其中第一透鏡可布置在該第一光路上，其中第一透鏡可具有在第一透鏡材料內(nèi)基本一致的折射率；通過源在封裝體內(nèi)部自由空間中的第二光路上發(fā)送泵浦光，其中第二透鏡和第三透鏡可布置在該第二光路上，其中第二透鏡和第三透鏡可由封裝體內(nèi)部的自由空間分離，其中第一透鏡和第三透鏡可在封裝體內(nèi)部的自由空間中的虛像平面處產(chǎn)生與泵浦光相關(guān)的虛像，以及其中該第三透鏡可以是負(fù)透鏡；通過布置在封裝體內(nèi)部自由空間中的wdm濾波器在第一光路上接收信號光，其中該wdm濾波器可布置在第一透鏡和第二透鏡之間；通過該wdm濾波器在第二光路上接收泵浦光；通過該wdm濾波器在封裝體內(nèi)部自由空間中的第三光路上發(fā)送信號光至第三光路上的輸出光纖，其中第一透鏡可布置在第三光路上；以及通過該wdm濾波器在第三光路上發(fā)送泵浦光至輸出光纖。

附圖說明

圖1是示例性泵浦激光器封裝體的示圖，其中可實施這里描述的部件、器件和/或系統(tǒng)。

圖2a-2h是光纖耦合激光源泵浦的示例性實施例的示圖，其包括在封裝體內(nèi)部的自由空間中的波分復(fù)用器(wdm)和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并且組合泵浦光束和信號光束成為組合的輸出光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和/或增加的可制造性，如這里描述的；和

圖3是現(xiàn)有的包括設(shè)置在wdm和激光二極管之間的單個透鏡的光學(xué)放大器系統(tǒng)。

具體實施方式

下面的示例實施例的詳細(xì)描述參考附圖，不同圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似元件。下面描述的實施例僅僅是示例，并不意味著限制實施例為所公開的準(zhǔn)確形式。替代地，選擇用于描述的實施例使得本領(lǐng)域技術(shù)人員之一能夠?qū)嵺`該實施例。

現(xiàn)有的光學(xué)放大器系統(tǒng)包括用于泵浦激光器和波分復(fù)用器(wdm)的分立部件。這些分立部件可通過與將由光學(xué)放大器系統(tǒng)放大的光學(xué)信號相關(guān)的信號光纖接續(xù)在一起的光纖相互連接。然而，管理這些分立部件、光纖和接頭需要物理空間、路由光纖(routingfiber)(其對引起損耗的彎曲半徑問題敏感)和/或多重光纖接頭(其可引入額外的損耗)。

另外，在封裝體內(nèi)集成泵浦激光器和wdm是可能的現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)中，當(dāng)在封裝體內(nèi)設(shè)置和/或固定光學(xué)放大器系統(tǒng)的部件就位時，對準(zhǔn)敏感性是重要的，由此為了確保達(dá)到可接受的對準(zhǔn)，降低了光學(xué)放大器系統(tǒng)的可制造性和/或增加了光學(xué)放大器系統(tǒng)的成本。例如，這種現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)包括一對準(zhǔn)直透鏡，其中一個準(zhǔn)直透鏡是grin透鏡，設(shè)置在光纖和wdm之間，并且另一個(單個)準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在激光二極管和wdm之間。然而，現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)的部件的對準(zhǔn)在制造和/或組裝期間對于五個自由度是敏感的(例如，x-方向、y-方向、z-方向、極角(θ)和方位角)。

此外，使用設(shè)置在激光二極管和wdm之間的單個準(zhǔn)直透鏡的現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)中，與組裝和/或制造該現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)相關(guān)的焊接頭(例如，激光焊接頭)，位于對應(yīng)于激光二極管的平面。在激光二極管平面的焊接頭的位置導(dǎo)致當(dāng)組裝和/或制造該現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)時關(guān)于x-方向、y-方向和z-方向的對準(zhǔn)具有顯著的敏感性。由此，現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)的制造和/或現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)的確?？煽啃允抢щy的和/或昂貴的，以保證獲得關(guān)于一個或多個自由度的可接受的對準(zhǔn)。

這里描述的實施例提供一種泵浦激光器封裝體，包括位于封裝體的自由空間中的組合器(例如wdm濾波器)和三個透鏡，以提供信號和泵浦光束作為組合的光信號。這里描述的實施例的優(yōu)勢可包括減少光學(xué)放大器系統(tǒng)物理空間的使用、降低光學(xué)放大器系統(tǒng)中光纖的數(shù)量、降低光學(xué)放大器系統(tǒng)中光纖接頭的數(shù)量、減小光學(xué)放大器系統(tǒng)中光學(xué)部件的尺寸、簡化光學(xué)放大器系統(tǒng)的配置和/或構(gòu)造、增加光學(xué)放大器系統(tǒng)的可制造性和/或降低實施光學(xué)放大器系統(tǒng)的成本(例如與包括分立部件的現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。這里描述的實施例的進(jìn)一步的優(yōu)勢包括降低光學(xué)放大器系統(tǒng)的對準(zhǔn)敏感性，使得光學(xué)放大器系統(tǒng)的部件的對準(zhǔn)僅關(guān)于三個自由度敏感。另外，這里描述的光學(xué)放大器系統(tǒng)實現(xiàn)關(guān)于五個自由度的降低的敏感性。這種降低的對準(zhǔn)敏感性增加了光學(xué)放大器系統(tǒng)的可制造性、增加了可靠性和/或降低了成本(與包括設(shè)置于泵浦激光器和wdm之間的單個準(zhǔn)直透鏡的現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。

圖1是示例的泵浦激光器封裝體100的示圖，其中可實施這里描述的部件、器件和/或系統(tǒng)。在一些實施例中，如這里描述的，泵浦激光器封裝體100可實現(xiàn)光學(xué)放大器系統(tǒng)的功能性部件在單一共軸封裝體中的集成。通過這樣做，分立和/或體積大的光學(xué)部件，例如泵浦激光器和wdm(例如980/1550wdm濾波器)，可集成到緊湊的封裝體中，導(dǎo)致顯著的空間節(jié)省(例如與現(xiàn)有的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。此外，不需要分立光學(xué)部件之中的勞動密集型光纖接續(xù)。如此，允許小形狀因子模塊(smallformfactormodule)，例如超小cfpx傳輸模塊中的光學(xué)放大器布局。在一些實施例中，泵浦激光器封裝體100允許在同一個光纖尾纖封裝體中集成密封地包封的泵浦激光器和四個或更多其它摻鉺光纖放大器(edfa)功能性部件。

如圖1所示，在一些實施例中，泵浦激光器封裝體100包括包含泵浦激光器的密封地包封的部分(例如如圖1中標(biāo)記的to-can封裝體或激光封裝體)。在一些實施例中，該密封地包封的部分還可包括光探測器和/或一個或多個其它部件。

如進(jìn)一步所示，泵浦激光器封裝體100包括在to-can封裝體和一對光纖(例如輸入和輸出光纖)之間的共軸封裝體(其可以是非密封的)。如所示，在一些實施例中，共軸封裝體可包含與執(zhí)行一個或多個光學(xué)功能相關(guān)的自由空間光學(xué)部件(例如在to-can封裝體和光纖末端之間)，如下面詳細(xì)描述的。

在一些實施例中，共軸封裝體可具有小于10mm的直徑。例如，共軸封裝體的直徑可在約5.6毫米(mm)到約7.6mm的范圍內(nèi)。在一些實施例中，包含在共軸封裝體中的磁環(huán)(未示出)，可具有約2mm的外徑(例如當(dāng)共軸封裝體的直徑為約6.6mm時)。

在一些實施例中，包括to-can封裝體頭部的共軸封裝體的長度可以在約20mm到約40mm的范圍內(nèi)(例如圖1中示出的27mm的長度)。

在一些實施例中，共軸封裝體從to-can封裝體到光纖直徑可逐漸減少和/或橫截面可是非圓形的。在一些實施例中，從泵浦芯片到光纖面的光路長度可以是大約13.5mm(例如共軸封裝體的長度是大約27mm時)。

在一些實施例中，利用泵浦激光器封裝體100的泵浦激光器可具有從約50毫瓦到約150毫瓦范圍內(nèi)的輸出功率，可用于c波段單通道應(yīng)用，可用于狹窄的通道數(shù)(narrowchannelcount)應(yīng)用，和/或可結(jié)合edfa實施。

在一些實施例中，這種泵浦激光器可具有大約970納米(nm)到約980nm的波長范圍，不需要為了操作而主動冷卻，并且可產(chǎn)生高達(dá)約150毫瓦的泵浦光束。在一些實施例中，泵浦激光器可產(chǎn)生高達(dá)約200毫瓦的泵浦光束。在一些實施例中，泵浦激光器可在外殼溫度在約0攝氏度到約70攝氏度的范圍內(nèi)的環(huán)境下操作。在一些實施例中，泵浦激光器可具有在大約25攝氏度的大約10000歐姆的熱敏電阻。在一些實施例中，泵浦激光器可具有小于或等于約16mm的光纖尾纖彎曲半徑。

作為示例提供如圖1中所示的泵浦激光器封裝體100的部分和部件的數(shù)目、布置、尺寸、長度、直徑、寬度等等。實踐中，與圖1中所示的那些相比，泵浦激光器封裝體100可包括附加部分和/或部件，較少的部分和/或部件，不同的部分和/或部件，不同布置的部分和/或部件，和/或不同尺寸的部分和/或部件。

圖2a-2h是光纖耦合激光源泵浦(這里稱作泵浦激光器)250-285的示例性實施例的圖，其包括封裝體內(nèi)自由空間中的組合器(例如波分復(fù)用器(wdm)濾波器)和三個透鏡。泵浦激光器250-285實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化，并組合泵浦光束和信號光束成為組合的輸出光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和/或增加的可制造性，如這里所述。在一些實施例中，泵浦激光器250-285可容納于泵浦激光器封裝體100中。在圖2a-2g所示的一些示例性實施例中，箭頭大約表示各個光束的邊緣光線。

圖2a是示例性泵浦激光器250的圖，該泵浦激光器包括封裝體內(nèi)自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并組合泵浦光束和信號光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性(例如與現(xiàn)有的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。如圖2a所示，泵浦激光器250可包括輸入光纖205、輸出光纖210、分布式反饋(dfb)二極管215、組合器220、以及透鏡225-1、透鏡225-2和透鏡225-3。泵浦激光器250的示例性操作描述于下面的泵浦激光器250的示例性部件的描述中。

輸入光纖205是泵浦激光器250的封裝體內(nèi)自由空間中發(fā)送信號光(即，信號光束)的光纖。如圖2a所示(借助指向右方向的虛線)，輸入光纖205可布置為使得輸入光纖205在從輸入光纖205的面、經(jīng)由透鏡225-1、到組合器220的光路(這里稱作第一光路)上發(fā)送信號光。

dfb二極管215是泵浦激光器250的封裝體內(nèi)自由空間中用于發(fā)送泵浦光(即一束泵浦光、源光)的dfb二極管。在一些實施例中，dfb二極管215能夠發(fā)送特定波長(例如大約980nm)的泵浦光而不接收任何反射的泵浦光(即dfb二極管215可實現(xiàn)內(nèi)部波長穩(wěn)定化)。如圖2a所示(借助在組合器220右側(cè)的指向左方向的實線)，可布置dfb二極管215，使得dfb二極管215在從dfb二極管215的面、經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3、到組合器220的光路(這里稱作第二光路)上發(fā)送泵浦光。在一些實施例中，相比使用法布里-珀羅二極管或其他類型的需要處于激光二極管外部的激光腔的二極管的泵浦激光器，dfb二極管215的使用可簡化實施和/或降低成本。

輸出光纖210是用于經(jīng)由泵浦激光器250的封裝體內(nèi)自由空間接收信號光和泵浦光(即信號光組合泵浦光，這里稱作信號+泵浦光)，以及輸出信號+泵浦光的光纖。如圖2a所示(借助在組合器220左側(cè)的指向左側(cè)方向的虛線和指向左側(cè)方向的實線)，可布置輸出光纖210，使得輸出光纖210在從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、到輸出光纖210的面的光路(此處稱作第三光路)上接收信號+泵浦光。如所示，在一些實施例中，輸入光纖205和輸出光纖210可布置在泵浦激光器250的封裝體的第一末端處的光纖尾纖中。

組合器220包括用于基于光束的波長、基于光束的方向、基于光束的源等等通過例如傳輸(即經(jīng)過)第一光束(例如泵浦光)和反射第二光束(例如信號光)來組合光束的部件。例如，組合器220可包括wdm濾波器、低通濾波器、光束組合器等等。在一些實施例中，組合器220可傳輸約980nm波長的光(例如泵浦光)，并反射約1550nm波長的光(例如信號光)。然而，其它示例是可能的，并且組合器220可傳輸或反射一個或多個其它波長的光。在一些實施例中，組合器220可相對于泵浦激光器250的光軸傾斜(例如，如圖2a所示)，以便于信號光與輸出光纖210的輕松對準(zhǔn)。

如圖2a所示，在一些實施例中，組合器220可布置為接收在第一光路上通過輸入光纖205發(fā)送的信號光，并在第三光路上發(fā)送(反射)該信號光至輸出光纖210。如進(jìn)一步所示，組合器220可布置為接收在第二光路上通過dfb二極管215發(fā)送的泵浦光，并在第三光路上發(fā)送(傳輸)該泵浦光至輸出光纖210。如進(jìn)一步所示，在一些實施例中，組合器220可布置在透鏡225-1和透鏡225-3之間。在一些實施例中，組合器220可通過泵浦激光器250的封裝體內(nèi)的自由空間與透鏡225-1和透鏡225-3分離。

透鏡225-1包括用于在泵浦激光器250的封裝體的自由空間中準(zhǔn)直光束或聚焦準(zhǔn)直的光束的透鏡。例如，透鏡225-1的功能可包括在第一光路上準(zhǔn)直信號光、在第三光路上聚焦泵浦光、在第三光路上聚焦信號光，等等。如圖2a所示，在一些實施例中，透鏡225-1可布置在封裝體的自由空間中第一光路和第三光路上(例如光纖205/210和組合器220之間)。在一些實施例中，透鏡225-1可在組成透鏡225-1的材料內(nèi)具有基本一致的折射率(即透鏡225-1不是梯度折射率(grin)透鏡)。

透鏡225-2包括用于引起光束在泵浦激光器250的封裝體的自由空間內(nèi)會聚的透鏡。例如，如圖2a所示，透鏡225-2的功能可包括引起由dfb二極管215發(fā)送的泵浦光會聚到第二光路的一部分上(例如第二光路的從透鏡225-2到透鏡225-3的一部分上)。如圖2a所示，在一些實施例中，透鏡225-2可布置在封裝體的自由空間中第二光路上(例如在dfb二極管215和透鏡225-3之間)。

透鏡225-3包括用于準(zhǔn)直泵浦激光器250的封裝體的自由空間內(nèi)會聚的光束的負(fù)透鏡。例如，如圖2a所示，透鏡225-3的功能可包括準(zhǔn)直泵浦光(例如在穿過透鏡225-2之后)，使得泵浦光準(zhǔn)直在第二光路的一部分上(例如，第二光路的從透鏡225-3到組合器220的一部分上)。如圖2a所示，在一些實施例中，透鏡225-3可布置在封裝體的自由空間中第二光路上(例如在透鏡225-2和組合器220之間)。

在一些實施例中，透鏡225-3和透鏡225-1可布置為使得與第二光路上的泵浦光相關(guān)的虛像定位于封裝體的自由空間中的虛像平面227(例如垂直于光軸的平面，如圖2a中虛的垂直黑線所示)。例如，如圖2a所示(例如，借助會聚到該虛的黑線上一點的虛的灰線)，透鏡225-3和透鏡225-1可布置為使得與泵浦光相關(guān)的虛像定位于虛像平面227(例如位于透鏡225-1和組合器220之間)。在一些實施例中，透鏡225-3和透鏡225-1可布置為使得虛像平面227位于封裝體的自由空間內(nèi)的另一點處。

在一些實施例中，泵浦激光器250的對準(zhǔn)敏感性可通過在第二光路上的分立透鏡225-2和225-3的使用來降低(例如，與現(xiàn)有的使用在激光二極管和組合器之間的單一準(zhǔn)直透鏡的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。例如，在一些實施例中，泵浦激光器250的封裝體的自由空間內(nèi)透鏡225-2和225-3的使用降低了泵浦激光器250的各部件的對準(zhǔn)敏感性，使得泵浦激光器250僅關(guān)于三自由度的對準(zhǔn)變化敏感(例如關(guān)于三個正交方向的對準(zhǔn)，例如x-方向、y-方向、和z-方向)。這里，由于分立透鏡225-2和225-3的使用允許虛像形成在虛像平面227上，焊接頭平面(例如激光焊接頭平面)可定位在虛像平面227，這降低和/或消除了對與角自由度相關(guān)的對準(zhǔn)(例如關(guān)于極角、和方位角等等的對準(zhǔn))的敏感性，這是因為源自虛像點的所有光將成像至接收光纖，而不管它的入射角。因此，由于分立透鏡225-2和225-3的使用，可增加泵浦激光器250的可制造性和/或降低泵浦激光器的成本(例如，與現(xiàn)有的包括單個透鏡的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。在一些實施例中，焊接點可接近虛像平面227降低敏感性，但無需降低敏感性到焊接點在虛像平面227上的實施例的程度。在一些實施例中，與制造或組裝泵浦激光器250相關(guān)的焊接點可位于輸出光纖210和組合器220之間。

此外，基于在虛像平面227處虛像的產(chǎn)生，可降低泵浦激光器250的對準(zhǔn)敏感性(例如，關(guān)于x-方向、y-方向和z-方向)。例如，在虛像平面227處產(chǎn)生的虛像可大于dfb二極管處泵浦光源的物理尺寸。這里，由于在x-方向、y-方向和z-方向上的對準(zhǔn)敏感性取決于圖像尺寸，可降低在x-方向、y-方向和/或z-方向的對準(zhǔn)敏感性(由于虛像被放大)。

相反地，如上所述和如圖3所示，對于現(xiàn)有的使用在組合器和二極管之間的單個透鏡的光學(xué)放大器系統(tǒng)，與制造或組裝該現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)相關(guān)的焊接點平面(例如激光焊接點平面)定位在對應(yīng)于二極管的平面。如圖3所示，布置在二極管和組合器之間的單個透鏡的使用不產(chǎn)生與泵浦光相關(guān)的在封裝體的自由空間內(nèi)的虛像。因此，如圖3所示，與制造和/或組裝圖3的現(xiàn)有光學(xué)放大器系統(tǒng)相關(guān)的焊接點定位于對應(yīng)于激光二極管面的平面(例如，而不是在封裝體內(nèi)部的自由空間內(nèi))。由于近場(nearfield)在激光二極管的面平面處最小，現(xiàn)有的光學(xué)放大器會對焊接點處的未對準(zhǔn)更敏感。

然而，返回圖2a，透鏡225-3和透鏡225-1可布置為產(chǎn)生與泵浦光相關(guān)的在虛像平面227處的虛像。這種情況下，與制造和/或組裝泵浦激光器250相關(guān)的焊接點可定位在虛像平面227處。在一些實施例中，如上所述，相比于圖3中所示的現(xiàn)有的光學(xué)放大器系統(tǒng)，焊接點定位在虛像平面227處(例如透鏡225-1和組合器220之間)降低了在x-方向、y-方向和z-方向上的對準(zhǔn)敏感性(例如，兩倍、三倍、等等)，和/或去除了關(guān)于角自由度的對準(zhǔn)敏感性(例如，因此消除對于角對準(zhǔn)的需要)，由此增加泵浦激光器250的可制造性和/或降低泵浦激光器的成本。

在一些實施例中，輸入光纖205的面、輸出光纖210的面、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2和/或透鏡225-3可包括在非密封地包封的外殼中。附加地或可選擇地，輸入光纖205的面、輸出光纖210的面、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2和/或透鏡225-3中的一個或多個可裝入密封地包封的外殼中。在一些實施例中，透鏡225-2可用作to-can中的封閉包封的窗口。在平板玻璃用作封閉包封的窗口的情況下，透鏡225-2和透鏡225-3可以不是封閉地包封的。

操作期間，輸入光纖205在從輸入光纖205的面到組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-1)的第一光路上發(fā)送信號光(例如1550nm光)，以及dfb二極管215在從dfb二極管的面到組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-2和225-3)的第二光路上發(fā)送泵浦光(例如980nm光)。組合器220將第一光路上接收到的信號光反射到第三光路(例如從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、至輸出光纖210的面)，同時將第二光路上接收到的泵浦光傳輸?shù)降谌饴?。這里，通過發(fā)送信號光和泵浦光到第三光路，組合器220導(dǎo)致信號光和泵浦光在輸出光纖210的面處組合(即形成信號+泵浦光)。輸出光纖210隨后輸出該信號+泵浦光。

圖2b是示例性泵浦激光器255的圖，其包括在封裝體內(nèi)部自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并且組合泵浦光束和信號光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性。如圖2b所示，泵浦激光器255可包括輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、法布里-珀羅(fp)二極管230、和光纖布拉格光柵(fbg)235。輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3可以與如上所述相似的方式布置和/或操作。

fp二極管230是用于在泵浦激光器255的封裝體內(nèi)自由空間中發(fā)送泵浦光(即源光)的fp二極管。在一些實施例中，fp二極管230基于通過fbg235反射回fp二極管230的泵浦光的一部分發(fā)送具有特定波長(例如大約980nm)的泵浦光。換句話說，由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長可通過fbg235穩(wěn)定。如圖2b所示(借助組合器220右側(cè)的指向左方向的實線)，fb二極管230可布置為使得fp二極管230在第二光路上發(fā)送泵浦光(例如從fp二極管230的面、經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3、至組合器220)。組合器220隨后在第三光路上發(fā)送泵浦光，如下面更詳細(xì)地描述。

fbg235是集成到輸出光纖210中的光纖布拉格光柵，用于部分地反射(即，反射一部分)由fp二極管230發(fā)送的泵浦光，以便在泵浦激光器255的封裝體的自由空間中穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長(例如，使得fp二極管230發(fā)送具有大約980nm波長的泵浦光)。例如，fbg235可采用在輸出光纖210的核心有效折射率周期或非周期擾動的形式以引起特定波長(例如980nm)的光被部分反射。在一些實施例中，fbg235可包括另一種類型的光柵。

操作期間，輸入光纖205在從輸入光纖205的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-1)的第一光路上發(fā)送信號光(例如1550nm光)，并且fp二極管230在從fp二極管230的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3)的第二光路上發(fā)送泵浦光(例如980nm光)。組合器220將第一光路上接收到的信號光反射到第三光路(例如從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、至輸出光纖210的面)，同時將第二光路上接收到的泵浦光傳輸?shù)降谌饴贰＿@里，通過發(fā)送信號光和泵浦光到第三光路，組合器220導(dǎo)致信號光和泵浦光在輸出光纖210的面處組合(即形成信號+泵浦光)。輸出光纖210隨后輸出該信號+泵浦光。另外，fbg235將泵浦光部分反射回fp二極管230(例如在第三光路和第二光路的反方向上；經(jīng)由透鏡225-1、組合器220、透鏡225-3、和透鏡225-2)，以便穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。

圖2c是示例性泵浦激光器260的圖，其包括在封裝體內(nèi)部自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并且組合泵浦光束和信號光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性。如圖2c所示，泵浦激光器260可包括輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、fp二極管230、和反射式窄帶器件240(reflectivenarrowbanddevice)。輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、和fp二極管230可以與如上所述相似的方式布置和/或操作。

反射式窄帶器件240是用于部分反射由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的部件，以便在泵浦激光器255的封裝體的自由空間中穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長(例如，使得fp二極管230發(fā)送具有大約980nm波長的泵浦光)。在一些實施例中，反射式窄帶器件240可具有在泵浦激光器260的封裝體的自由空間中表面上涂層的形式，泵浦光入射其上。例如，如圖2c所示，反射式窄帶器件240可具有輸出光纖210的面上的涂層的形式，信號+泵浦光入射其上。在一些實施例中，這種涂層可施加到泵浦激光器260的封裝體中另外的表面和/或不同的表面(例如透鏡225-1的表面、透鏡225-2的表面、透鏡225-3的表面、組合器220的表面、等等)。

在一些實施例中，在其上施加涂層的表面可傳輸具有不是特定波長的波長的光(例如，該涂層可傳輸具有不是約980nm的波長的光)，并且可反射特定波長處的窄波段(例如涂層可反射具有約980nm波長的光)。在一些實施例中，在其上施加涂層的表面可具有約2-4％的反射率。這樣，涂層的表面可允許fp二極管230的光譜成形(spectralshaping)。

操作期間，輸入光纖205在從輸入光纖205的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-1)的第一光路上發(fā)送信號光(例如1550nm光)，并且fp二極管230在從fp二極管230的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3)的第二光路上發(fā)送泵浦光(例如980nm光)。組合器220將第一光路上接收到的信號光反射到第三光路(例如從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、至輸出光纖210的面)，同時將第二光路上接收到的泵浦光傳輸?shù)降谌饴?。這里，通過發(fā)送信號光和泵浦光到第三光路，組合器220導(dǎo)致信號光和泵浦光在輸出光纖210的面處組合(即形成信號+泵浦光)。輸出光纖210隨后輸出該信號+泵浦光。另外，反射式窄帶器件240(例如在輸出光纖210的面上的涂層)將泵浦光部分反射回fp二極管230(例如在第三光路和第二光路的反方向上；經(jīng)由透鏡225-1、組合器220、透鏡225-3、和透鏡225-2)以便穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。

圖2d是示例性泵浦激光器265的圖，其包括在封裝體內(nèi)部自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并且組合泵浦光和信號光，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性。如圖2d所示，泵浦激光器265可包括輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、fp二極管230和反射式窄帶器件240。輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、fp二極管230、和/或反射式窄帶器件240可以與如上所述相似的方式布置和/或操作。

如上所述，反射式窄帶器件240是用于部分反射由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的部件，以便在泵浦激光器255的封裝體的自由空間中穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。在一些實施例中，如圖2d所示，反射式窄帶器件240可采用在泵浦激光器265的封裝體內(nèi)自由空間中的分立部件的形式。例如，反射式窄帶器件240可以是體全息光柵(vhg，也稱作體布拉格光柵)、反射式窄帶濾波器、具有部分寬帶反射體(partialbroadbandreflector)(例如具有百分之幾的反射率)的帶通濾波器，等等。在一些實施例中，通過泵浦激光器265的封裝體內(nèi)的一個或多個其它光學(xué)表面提供寬帶反饋。

在一些實施例中，當(dāng)采用分立部件的形式時，反射式窄帶器件240可布置在第二光路上(例如如圖2d所示在組合器220和透鏡225-3之間)。另外，或可替換地，當(dāng)采用分立部件的形式時，反射式窄帶器件240可布置在封裝體的自由空間中的另一個位置處，例如第二光路上的另一個位置處(例如在透鏡225-3和透鏡225-2之間，在透鏡225-2和fp二極管230的面之間)、第三光路上的另一個位置處(例如在組合器220和透鏡225-1之間，在透鏡225-1和輸出光纖210的面之間)、和/或第一光路上的另一個位置處。在一些實施例中，分立部件反射式窄帶器件240可簡化晶片格式(waferformat)中的大規(guī)模制造。這樣，可降低實施成本和不同泵浦激光器之間的可變性。

如圖2d所示，在一些實施例中，組合器220和分立部件反射式窄帶器件240可以特定相對角(例如在大約2度到大約5度的范圍內(nèi))取向。在另一些實施例中，組合器220和分立部件反射式窄帶器件240可相互平行，并且組合器220和反射式窄帶器件240中的一個或兩個可配置為以特定角度偏轉(zhuǎn)來自fp二極管230的光(例如為了減少不想要的背反射或反饋的耦合)。

操作期間，泵浦激光器265可以關(guān)于圖2c的泵浦激光器260描述的方式操作。然而，分立部件反射式窄帶器件240(例如布置在組合器220和透鏡225-3之間)將泵浦光部分反射回fp二極管230(例如在第二光路的部分上的反方向；經(jīng)由透鏡225-3和透鏡225-2)，以穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。

圖2e是示例性泵浦激光器270的圖，其包括在封裝體內(nèi)部自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化并且組合泵浦光和信號光，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性。如圖2e所示，泵浦激光器270可包括輸入光纖205、輸出光纖210、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、fp二極管230、和反射式窄帶器件240。輸入光纖205、輸出光纖210、透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3、和/或fp二極管230可以與如上所述相似的方式布置和/或操作。

如上所述，發(fā)射式窄帶器件240是用于部分反射由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的部件，以便在泵浦激光器255的封裝體的自由空間中穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。在一些實施例中，如圖2e所示，反射式窄帶器件240可與組合器220集成(例如，這樣組合器220和反射式窄帶器件240包括在泵浦激光器270的自由空間內(nèi)的單個部件中)。例如，該集成的組合器220/反射式窄帶器件240可以是具有wdm涂層的vhg(體全息光柵)、具有低反射式窄帶涂層的wdm涂層、或類似物。在一些實施例中，如圖2e所示，這種集成部件的組合器220部分(例如圖2e中部件220/240的左邊部分)和該集成部件的反射式窄帶器件240部分(例如圖2e中部件220/240的右邊部分)可具有不同的入射角。

操作期間，泵浦激光器270可以關(guān)于圖2d的泵浦激光器260描述的方式操作。然而，該集成的組合器220/反射式窄帶器件240將泵浦光部分反射回fp二極管230(例如在第二光路的反方向上；經(jīng)由透鏡225-3和透鏡225-2)，以便穩(wěn)定由fp二極管230發(fā)送的泵浦光的波長。

圖2f和2g分別是示例性泵浦激光器275和280的圖，所述泵浦激光器通過使用有角度的面可改善泵浦光束關(guān)于期望波長的波長穩(wěn)定化的效率。有角度的面的使用可減弱到達(dá)激光二極管(例如dfb二極管215或fp二極管230)的寬帶反饋，否則會與意在穩(wěn)定激光二極管的波長的反饋抗?fàn)帯＠?，在一些實施例中，從其發(fā)送泵浦光的激光二極管的面可以是有角度的波導(dǎo)(例如，如圖2f和2g所示)，而不是直的波導(dǎo)(例如，如圖2a-2e所示)。特別地，盡管泵浦激光器275和280表示為包括dfb二極管215(例如，如與圖2a相關(guān)的描述)，相似的技術(shù)也可用于包括fp二極管230的泵浦激光器(例如，如與圖2b-2e相關(guān)的描述)。

如圖2f所示，在一些實施例中，dfb二極管215可包括有角度的第一(例如，前)面以反射光遠(yuǎn)離二極管，以便改善波長穩(wěn)定性。這里，由于dfb二極管215的第二(例如，背)面通常保持正入射到二極管波導(dǎo)，二極管波導(dǎo)會以淺角度(例如，2度、3度、或大于0度的更大的或更小的角度)彎曲，以制造有角度的前面。

在一些實施例中，從dfb二極管215發(fā)射泵浦光的角度不同于例如圖2e所示的示例性實施例中示出的。例如，dfb二極管215的旋轉(zhuǎn)、透鏡225-1和透鏡225-2的位置、和/或泵浦激光器275的光纖尾纖組裝件(fta)可選擇為修改發(fā)射和/或反射泵浦光的角度。以這種方式，泵浦激光器275可改善關(guān)于輸出光纖210的信號光和泵浦光的耦合效率，其改善泵浦激光器275的效率。

類似地，如圖2g所示，在一些實施例中，泵浦激光器280可包括輸入光纖205和輸出光纖210的最末端處的有角度的面。這種布置可減少到達(dá)dfb二極管215的寬帶反饋的量和/或減少向輸入光纖205和/或輸出光纖210的反饋。

在一些實施例中，輸入光纖205和/或輸出光纖210可以是有角度的，以減少向輸入光纖205和/或輸出光纖210以及向dfb二極管215的反饋(即反射)。在一些實施例中，輸入光纖205和/或輸出光纖210的面的角度可在約5度到約10度的范圍內(nèi)(例如約8度)。來自dfb二極管215和輸入光纖205和/或輸出光纖210的遠(yuǎn)端(例如與有角度的面相對的端)的反饋可獨立表現(xiàn)。在一些實施例中，可使用具有低反射率的抗反射涂層，而不是有角度的面，來減少反饋。

圖2h是示例性泵浦激光器285的圖，其包括在封裝體內(nèi)部自由空間中的組合器和三個透鏡，實現(xiàn)激光二極管的波長穩(wěn)定化，組合第一泵浦光束和第一信號光束，以及組合第二泵浦光束和第二信號光束，具有降低的對準(zhǔn)敏感性和增加的可制造性。如圖2h所示，泵浦激光器285可包括第一輸入光纖(例如輸入光纖205-1)、第二輸入光纖205(例如輸入光纖205-2)、第一輸出光纖210(例如輸出光纖210-1)、第二輸出光纖210(例如輸出光纖210-2)、源(例如包括具有能夠發(fā)射兩個泵浦光束的兩個發(fā)射點的芯片、兩個dfb二極管215、兩個fp二極管230或類似物)、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2、和透鏡225-3。在圖2h所示的示例性實施例中，箭頭代表各個光束的中心線。

輸入光纖205-1和205-2、輸出光纖210-1和210-2、組合器220、透鏡225-1、透鏡225-2和透鏡225-3可以與如上述所述相似的方式布置和/或操作。

操作期間，輸入光纖205-1在從輸入光纖205-1的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-1)的第一光路上發(fā)送第一信號光(例如第一1550nm信號光束)，并且dfb二極管215在從dfb二極管215的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3)的第二光路上發(fā)送第一泵浦光(例如第一980nm光束)。組合器220將第一光路上接收到的第一信號光反射到第三光路(例如從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、至輸出光纖210-1的面)，同時將第二光路上接收到的第一泵浦光傳輸?shù)降谌饴?。這里，通過發(fā)送第一信號光和第一泵浦光到第三光路，組合器220導(dǎo)致第一信號光和第一泵浦光在輸出光纖210-1的面處組合(即形成第一信號+泵浦光)。輸出光纖210-1隨后輸出該第一信號+泵浦光。

類似地，輸入光纖205-2在從輸入光纖205-2的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-1)的第四光路上發(fā)送第二信號光(例如第二1550nm信號光束)，并且dfb二極管215在從dfb二極管215的面至組合器220(例如經(jīng)由透鏡225-2和透鏡225-3)的第五光路上發(fā)送第二泵浦光(例如第二980nm光束)。組合器220將第四光路上接收到的第二信號光反射到第六光路(例如從組合器220、經(jīng)由透鏡225-1、至輸出光纖210-2的面)，同時將第五光路上接收到的第二泵浦光傳輸?shù)降诹饴?。這里，通過發(fā)送第二信號光和第二泵浦光到第六光路，組合器220導(dǎo)致第二信號光和第二泵浦光在輸出光纖210-2的面處組合(即形成第二信號+泵浦光)。輸出光纖210-2隨后輸出該第二信號+泵浦光。在一些實施例中，與圖2h中所示的相比，泵浦激光器285可包括不同數(shù)目的輸入光纖205和輸出光纖210的對(例如三個或更多輸入光纖205和輸出光纖210的對)。

如圖2h所示，透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3和/或組合器220不需要復(fù)制以增加管理的光纖對的數(shù)目(例如，泵浦激光器285中管理了兩對光纖)。然而，在一些實施例中，透鏡225-1、透鏡225-2、透鏡225-3和/或組合器220的尺寸需要至少部分地基于光纖對的布置和/或數(shù)量而增加。另外，源(例如具有兩個發(fā)射點的芯片)應(yīng)依比例變化從而提供足夠數(shù)量的源光發(fā)射點(每個對應(yīng)一個光纖對)。在一些實施例中，依靠使用相同的泵浦激光器285的自由空間光學(xué)系統(tǒng)，多重光纖對和光路的每個可共享相同的虛像平面227和/或焊接點平面。

圖2a-2h中示出的元件的數(shù)量和布置是作為示例提供的。實踐中，與圖2a-2h示出的那些相比，泵浦激光器250-285可包括附加元件、較少的元件、不同的元件、不同形式的元件、不同設(shè)計的元件、或不同布置的元件。例如，包含兩個或更多個激光二極管的實施例是可能的(例如，其中每個激光二極管發(fā)射一個或更多個泵浦光束與一個或更多個相應(yīng)的信號束組合，如上面關(guān)于圖2h所描述)。另外，或可替換地，泵浦激光器250-285的一組元件(例如一個或更多個元件)可執(zhí)行如所描述的通過泵浦激光器250-285的另一組元件執(zhí)行的一個或多個功能。

這里描述的實施例提供一種泵浦激光器，其包括在封裝體的自由空間中的組合器和三個透鏡，提供信號和泵浦束作為組合的光信號。這里描述的實施例的優(yōu)勢可包括減少光學(xué)放大器系統(tǒng)對物理空間的使用、降低光學(xué)放大器系統(tǒng)中光纖的數(shù)目、降低光學(xué)放大器系統(tǒng)光纖插接的數(shù)目、減小光學(xué)放大器系統(tǒng)的光學(xué)部件的尺寸、簡化光學(xué)放大器系統(tǒng)的配置和/或構(gòu)造、和/或降低實施該光學(xué)放大器系統(tǒng)的成本(例如與現(xiàn)有的包括分立部件的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。

這里描述的實施例的進(jìn)一步優(yōu)勢可包括降低光學(xué)放大器系統(tǒng)的對準(zhǔn)敏感性，使得該光學(xué)放大器系統(tǒng)具有與僅僅三自由度(例如x-方向、y-方向、和z-方向)相關(guān)的降低的敏感性，由此增加該光學(xué)放大器系統(tǒng)的可制造性和/或降低該光學(xué)放大器系統(tǒng)的成本(例如與現(xiàn)有的包括在激光二極管與組合器之間的分立部件的光學(xué)放大器系統(tǒng)相比)。

前述公開提供示意和說明，但不意味著排除或限制實施例為揭露的準(zhǔn)確形式。根據(jù)上面公開的或從實施例的實踐獲得的修改和變形是可行的。例如，雖然泵浦激光器250-285描述和示意為包括關(guān)于組合器220的第一側(cè)布置的輸入光纖205和輸出光纖210和關(guān)于組合器220的第二(相對)側(cè)布置的源(例如，dfb二極管215、fp二極管230、或類似物)，其它布置是可能的。作為一個特定示例，在一些實施例中，輸入光纖205可關(guān)于組合器220的第一側(cè)布置，并且源和輸出光纖210可關(guān)于組合器220的第二側(cè)布置。這種情形下，組合器220可配置為在第一光路上接收信號光并在第三光路上發(fā)送(例如傳輸)信號光，以及在第二光路上接收泵浦光并在第三光路上發(fā)送(例如反射)泵浦光。

盡管特征的特定組合陳述在權(quán)利要求中和/或公開在說明書中，這些組合并不意在限制可能的實施例的揭露。事實上，這些特征中的許多可以未明確陳述在權(quán)利要求中和/或公開在說明書中的方式組合。盡管下面列出的每個從屬權(quán)利要求直接依賴于僅一個權(quán)利要求，可能的實施例的公開包括每個從屬權(quán)利要求與權(quán)利要求組中的每個其它權(quán)利要求結(jié)合。

這里使用的元件、行為、或教導(dǎo)不能解釋為關(guān)鍵的或者必不可少的，除非明確地這樣描述。同樣，如這里使用的，冠詞“一”意味著包括一個或多個項目，并且可以與“一個或多個”交換使用。此外，如這里使用的，術(shù)語“組”意味著包括一個或多個項目(例如，相關(guān)的項目、不相關(guān)的項目、相關(guān)的項目和不相關(guān)的項目的組合等)，并且可以與“一個或多個”交換使用。意指僅一個項目的地方，使用術(shù)語“一個”或類似語言。同樣，如這里所使用的，術(shù)語“具有”或類似物意味著開放式術(shù)語。另外，短語“基于”意味著表示“至少部分基于”，除非另外地明確地聲明。