專利名稱：波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用摻鐿雙包層光纖實現的信號源，特別是一種波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源，其優(yōu)點是窄線寬、高功率、高信噪比、單縱模，可作為同時對線寬和功率要求嚴格的場合下的信號源。
背景技術：
利用光纖實現的信號源模塊具有光束質量好，效率高，高穩(wěn)定性、結構緊湊等優(yōu)點，已廣泛應用在通信、工業(yè)和醫(yī)學等領域。摻Yb3+石英光纖屬于簡單的三能級系統結構，具有寬的吸收譜，增益帶寬和調諧范圍，以及量子效率高，無激發(fā)態(tài)吸收、無濃度淬滅等特點；且雙包層光纖的特殊結構，泵浦光可在大截面、大數值孔徑的包層中傳播，實現泵浦光的高功率耦合和吸收，從而實現弱種子光的有效放大。這些優(yōu)點使摻鐿雙包層光纖越來越引起人們的廣泛關注。
盡管目前放大的信號功率較高，最高可達瓦量級，但同時帶寬也很寬，幾個nm到幾十個nm，不能滿足在很多領域需要線寬窄和單縱模特性好的信號源的情況，例如，在高功率激光系統的前端驅動系統向集成化方向發(fā)展的過程中，在進入分束器陣列之前需要首先實現窄線寬、高功率、單縱模的激光放大信號輸出作為信號源。同時大部分的放大器在實現弱信號的放大過程中采用最多的是透鏡耦合信號光和泵浦光的結構，耦合調節(jié)較難，且耦合效率低，結構不穩(wěn)定，受環(huán)境影響較大，這些缺點限制了其在很多場合下的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于克服上述現有技術的不足，提供一種波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源，以實現窄線寬、功率高和穩(wěn)定性好的激光放大信號輸出。
本發(fā)明的技術解決方案如下一種波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源，構成為采用光學平板封裝的多模半導體激光器在泵浦源，采用線寬為10-4nm的1053nm的單縱模DFB激光器作弱信號種子光源，所述的多模半導體激光器的輸出端與多模泵浦合束器的一個泵浦端相熔接，所述的DFB激光器經一低功率隔離器接該多模泵浦合束器信號端，該多模泵浦合束器的輸出端尾纖與摻鐿雙包層光纖放大器的輸入端熔接，該摻鐿雙包層光纖放大器的輸出端經高功率光纖隔離器后由8度斜面跳線輸出。
所述的多模泵浦合束器的信號光的耦合效率為86％，而對泵浦光的耦合效率為96％。所述的雙包層光纖放大器與高功率隔離器普通單模尾纖的熔接的熔接損耗在1dB以下。
本發(fā)明的技術效果1、由于本發(fā)明采用線寬為10-4nm的1053nm的單縱模DFB激光器作弱信號種子光源，所以具有窄線寬輸出的特點；2、采用8度斜面輸出，以消除光纖端面的菲涅爾反射；3、特別是泵浦源是采用平板封裝的多模半導體激光器，最大輸出為3瓦，又采用多模泵浦合束器的耦合方式，所述的多模泵浦合束器的信號光的耦合效率為86％，而對泵浦光的耦合效率為96％。所述的雙包層光纖放大器與高功率隔離器普通單模尾纖的熔接的熔接損耗在1dB以下，因此本發(fā)明裝置成為一種波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源；4、由于是全光纖系統，封裝很容易，受環(huán)境影響較小。


圖1是本發(fā)明1053nm高功率、窄線寬信號源實施例的整體結構示意圖。
圖中1-采用光學平板封裝(OFP)的多模半導體激光器；2-(6+1)×1端口的多模泵浦合束器；3-DFB激光器；4-8m摻鐿雙包層光纖；5-2W高功率光纖隔離器；6-8°斜面跳線；7-200mW低功率隔離器；具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
先請參閱圖1，圖1是本發(fā)明1053nm高功率、窄線寬信號源實施例的整體結構示意圖。由圖可見，本發(fā)明波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源，其構成為采用光學平板封裝的多模半導體激光器1在泵浦源，采用線寬為10-4nm的1053nm DFB激光器3作弱信號種子光源，所述的多模半導體激光器1的輸出端與多模泵浦合束器2的一個泵浦端相熔接，所述的DFB激光器3經一低功率隔離器7接該多模泵浦合束器2信號端，該多模泵浦合束器2的輸出端尾纖與摻鐿雙包層光纖放大器4的輸入端熔接，該摻鐿雙包層光纖放大器4經高功率光纖隔離器5后由8度斜面跳線6輸出。
所述的多模泵浦合束器2對信號光的耦合效率為86％，而對泵浦光的耦合效率為96％，所述的雙包層光纖放大器4與高功率隔離器5普通單模尾纖的熔接的熔接損耗在1dB以下。
在操作步驟上，由于最終實現的在摻鐿雙包層光纖放大器4中傳輸的光功率較高，容易形成自激振蕩，故應先通入弱信號種子光，使放大器先達到飽和狀態(tài)，可以在未通入泵浦光時，檢查輸出端是否有信號光從纖芯中輸出，若有信號光輸出，則表示此時摻鐿雙包層光纖放大器4已飽和，再通入泵浦光。此操作降低了摻鐿雙包層光纖放大器4的增益，但在放大器隔離度不夠的情況小，不易產生種子激光。這是因為雙包層光纖中自發(fā)輻射的增加，將很容易產生種子激光，對實驗器件造成破壞。
實驗表明輸入波長915nm，功率3W多模泵浦光，種子光源DFB激光器3輸出連續(xù)信號光線寬為10-4nm，功率8mW，在未通入泵浦光時，可使摻鐿雙包層光纖放大器4達到飽和，經8m長的雙包層摻鐿光纖放大器4的放大，得到連續(xù)單縱模激光信號輸出功率320mW，即25dBm，線寬10-4nm，信噪比60dB，且穩(wěn)定性在4％左右。
目前的結構中，信號激光輸出功率僅僅受限于增益飽和，而不是非線性效應，因此通過增加摻鐿雙包層光纖的長度和提高泵浦功率可進一步的實現更高功率的窄線寬信號輸出，滿足要求窄線寬、更高功率信號源的更多場合的應用。
權利要求
1.一個波長為1053nm高功率、窄線寬的信號源，特征在于其構成采用光學平板封裝的多模半導體激光器(1)作泵浦源，采用線寬為10-4nm、波長為1053nm的DFB激光器(3)作弱信號光源，所述的多模半導體激光器(1)的輸出端與多模泵浦合束器(2)的一個泵浦端相熔接，所述的DFB激光器(3)經一低功率隔離器(7)接該多模泵浦合束器(2)信號端，該多模泵浦合束器(2)的輸出端尾纖與摻鐿雙包層光纖放大器(4)的輸入端熔接，該摻鐿雙包層光纖放大器(4)經高功率光纖隔離器(5)后由8度斜面跳線(6)輸出。
2.根據權利要求1所述的波長為1053nm高功率、窄線寬的信號源，其特征在于所述的多模泵浦合束器(2)對信號光的耦合效率為86％，而對泵浦光的耦合效率為96％，所述的雙包層光纖放大器(4)與高功率隔離器(5)普通單模尾纖的熔接的熔接損耗在1dB以下。
全文摘要
一種波長為1053nm、高功率、窄線寬的信號源，構成為采用光學平板封裝的多模半導體激光器在泵浦源，采用線寬為10
文檔編號H04B10/152GK1988422SQ20061011800
公開日2007年6月27日 申請日期2006年11月6日 優(yōu)先權日2006年11月6日
發(fā)明者常麗萍, 范薇, 陳嘉琳, 王利, 孫安, 李國揚 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所