专利名称：具有独立可控输出功率的双端口宽带光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学模块。更具体地，本发明涉及一种双端口宽带光源，适用于输出具有宽波段的光。
背景技术：
在光通信领域，通常需要光源具有较宽的波段，以便测量用于光通信的多种元件的光学特性。在将掺铒光纤放大器(EDFA)用于光通信时，尤为如此，其中用于通信的光信号的波段为1520nm到1620nm。因此，需要光源能够在1520nm到1620nm波段中测量多种光学元件的特性。近来，与注入锁模激光二极管一起使用的宽度光源得到了关注，其用于同时容纳多个订户，例如，在波分复用无源光网络(WDM-PON)中，其有可能在将来的超高速光订户网络中得到应用。传统的商用宽带光源通常使用白光源或EDFA的放大自发辐射(ASE)。但是，传统的白光源具有较低的输出。因此，在需要较高输出的WDM-PON的情况下，不能适当地使用传统的白光源，或将其用于测量光学元件的特性。另一方面，EDFA是不经济的。
并入并参考为背景资料的、由Gaelle Ales等人发明并被授权的美国专利No.6,507,429，题为“Article Comprising A HighPower/Broad Spectrum Superfluorescent Fiber Radiation Source”，公开了一种光源，包括掺有稀土元素的第一和第二光纤；设置在第一和第二光纤之间的光隔离器；第一泵浦光源，用于泵浦第一光纤；第二泵浦光源，用于泵浦第二光纤；以及反射器，用于利用从第一光纤输出的放大自发辐射。
但是，在具有上述结构的传统宽带光源中，由第二光纤创建设置在第一和第二光纤之间的光隔离器。其结果是截断了从第二光纤移向第一光纤的放大自发辐射。结果，存在一定程度的能量损耗，从而将输出效率降低到无法令人满意的程度。此外，当改变第一泵浦光源的输出，以控制第一光纤的输出时，也改变了第二光纤的输出。结果，第一和第二光纤的独立输出控制难以实现，并且对效率不利。
发明内容
因此，考虑到上述问题，提出本发明。因此，本发明的一个方面是提出一种具有高输出功率、令人满意的输出效率和独立可控输出功率的双端口宽带光源。
依照本发明，可以通过提供一种具有独立可控输出功率的双端口宽带光源来实现上述和其他方法，所述双端口宽带光源包括由输入泵浦光泵浦的第一增益介质，通过其两端输出第一放大自发辐射；以及由输入泵浦光泵浦的第二增益介质，通过其两端输出第二放大自发辐射。在第一和第二增益介质的相对端之间，设置反射器，以反射第一和第二输入放大自发辐射。于是，从第一和第二增益介质输出第一和第二放大自发辐射，然后，通过第一和第二输出端输出到外部。
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将得到更加清楚的理解，其中图1是示出了按照本发明第一方面的宽带光源的结构的示意图；图2是示出了按照本发明第二方面的宽带光源的结构的示意图；图3是示出了按照本发明第三方面的宽带光源的结构的示意图；以及图4是示出了按照本发明第四优选实施例的宽带光源的结构的示意图。
具体实施例方式
现在，将参照附图，对本发明的优选方面进行详细的描述。以下，当其可能使本发明的主题不清楚时，将省略对这里所并入的已知功能和结构的详细描述。
图1是根据本发明第一方面的宽带光源100的结构的示意图。宽带光源100包括第一增益介质(GM1)110和第二增益介质(GM2)115；第一波长选择耦合器(WSC1)120和第二波长选择耦合器(WSC2)125；第一泵浦光源(LS1)130和第二泵浦光源(LS2)135；反射器(R)160；以及第一光隔离器(ISO1)140和第二光隔离器(ISO2)145。
第一泵浦光源130输出具有预定波长的第一泵浦光170，而第一波长选择耦合器120将输入第一泵浦光170输出到第一增益介质110。因此，由第一泵浦光170泵浦第一增益介质110。通过第一增益介质110的两端输出所创建的第一放大自发辐射180。
第一光隔离器140允许第一放大自发辐射输入180通过，并且该隔离器截断了沿相反方向输入的光。
第二泵浦光源135输出具有预定波长的第二泵浦光175。此外，第二波长选择耦合器125将向第二增益介质115输出第二泵浦光175。
由第二泵浦光175泵浦第二增益介质115。通过第二增益介质115的两端输出所创建的第二放大自发辐射185。
第二光隔离器145允许第二放大自发辐射185通过，而截断沿相反方向输入的光。
第一和第二增益介质110和115中的每一个可以包括掺有稀土元素的光纤或掺有稀土元素的平面光波电路。对于掺有稀土元素的光纤，例如，可以包括掺铒光纤(EDF)、掺铥光纤(TDF)或掺镨光纤(PDF)。当缩短光纤的长度或增加泵浦光的输入时，即，当增加粒子数反转时，掺铒光纤尤其用在1520到1570nm的特定波段范围内。另一方面，当加长光纤的长度或降低泵浦光的输入时，即当降低粒子数反转时，掺铒光纤也可用在1520到1620nm的波段范围内。掺铥光纤最好应用在1450到1510nm的波段范围内，而掺镨光纤最好应用在1270到1330nm的波段范围内。第一和第二泵浦光(170和175)具有能够根据第一和第二增益介质110和115的类型来激励第一和第二增益介质110和115的波长。可以选择第一和第二增益介质110和115的类型，其中每种增益介质均具有位于宽带光源100的所需可用波段内的较大增益谱，而且也可以选择能够激励第一和第二增益介质110和115的第一和第二泵浦光源130和135的类型。
将第一放大自发辐射180输出到第一增益介质110的后部，辐射通过第一波长选择耦合器120，然后通过第一光隔离器140。然后，通过宽带光源100的第一输出端150，将辐射180输出到外部。由反射器160反射从第一增益介质110的前部输出的第一放大自发辐射180，然后，再次输入第一增益介质110。然后，由第一增益介质110再次放大第一放大自发辐射180，通过第一波长选择耦合器120和第一光隔离器140，然后通过宽带光源100的第一输出端150输出到外部。在激励了第一增益介质110之后离开第一增益介质的第一泵浦光170随后由反射器160反射，然后，再次输入回第一增益介质110。因此，改善了放大效率。输出到第二增益介质115的前部的第二放大自发辐射185通过第二波长选择耦合器125和第二光隔离器145，然后，通过宽带光源100的第二输出端155，输出到外部。由反射器160反射输出到第二增益介质115后部的第二放大自发辐射185，然后，再次输入回第二增益介质115。由第二增益介质115再次放大第二放大自发辐射185，并在通过宽带光源100的第二输出端155输出到外部之前，通过第二波长选择耦合器125和第二光隔离器145。由反射器160反射在激励第二增益介质115之后离开的第二泵浦光175，然后，再次输入回第二增益介质115。结果，改善了放大效率。
图2是根据本发明第二方面的宽带光源200的结构的示意图。宽带光源200包括第一和第二增益介质210和215；第一和第二波长选择耦合器220和225；第一和第二泵浦光源230和235；反射器260；以及第一和第二连接器240和245。除了从宽带光源200中去除了光隔离器，而在宽带光源200中添加了第一和第二连接器240和245以外，根据本发明这个方面的宽带光源200等同于根据本发明第一方面的宽带光源100。因此，将不再给出对相同元件的描述。
将第一放大自发辐射280输出到第一增益介质210的后部，通过第一波长选择耦合器220，然后通过设置在宽带光源200的第一输出端250中的第一连接器240，输出到外部。由反射器260反射从第一增益介质210的前部输出的第一放大自发辐射280，然后，再次输入第一增益介质210。由第一增益介质210再次放大后第一放大自发辐射280通过第一波长选择耦合器120，然后通过第一连接器240输出到外部。在激励了第一增益介质210之后离开的第一泵浦光270由反射器260反射，然后，再次输入第一增益介质210。因此，改善了放大效率。
输出到第二增益介质215的前部的第二放大自发辐射285通过第二波长选择耦合器225。然后，通过设置在宽带光源200的第二输出端中的第二连接器245，将辐射285输出到外部。由反射器260反射输出到第二增益介质215后部的第二放大自发辐射285，然后，再次输入第二增益介质215。由第二增益介质215再次放大第二放大自发辐射285，并通过第二波长选择耦合器225。最后，通过第二连接器245，将辐射285输出到外部。由反射器260反射在激励第二增益介质215之后离开的第二泵浦光275，然后，再次输入第二增益介质215。结果，改善了放大效率。
第一和第二连接器240和245中的每一个可以包括具有倾斜端面的光纤。由于光纤端面是倾斜的，减少了由光纤的倾斜端面反射并输入增益介质210的光量。可以将该倾角设置为该介质的布鲁斯特角。
图3是根据本发明第三方面的宽带光源300的结构的示意图。宽带光源300包括第一和第二增益介质310和315；第一和第二波长选择耦合器320和325；第一和第二泵浦光源330和335；反射器360；以及第一和第二光隔离器340和345。除了改变了第一和第二波长选择耦合器的位置之外，根据本发明这个方面的宽带光源300等同于根据本发明第一方面的宽带光源100。因此，将不再给出对相同元件的描述。
将第一波长选择耦合器320设置在第一增益介质310和反射器360之间，而将第二波长选择耦合器325设置在第二增益介质315和反射器360之间。
将第一放大自发辐射380输出到第一增益介质310的后部，然后通过第一光隔离器340，在这里，通过宽带光源300的第一输出端350，将其输出到外部。当其通过第一波长选择耦合器320时，将第一放大自发辐射380输出到第一增益介质310的前部。由反射器360反射第一放大自发辐射380，然后，再次输入第一增益介质310。然后，由第一增益介质310再次放大第一放大自发辐射380，通过第一光隔离器340，然后，在这里，通过宽带光源300的第一输出端350，将其输出到外部。
输出到第二增益介质315的前部的第二放大自发辐射385通过第二光隔离器345，然后，通过宽带光源300的第二输出端355，输出到外部。输出到第二增益介质315后部的第二放大自发辐射385通过第二波长选择耦合器325，由反射器360反射，然后，再次输入第二增益介质315。由第二增益介质315再次放大第二放大自发辐射385，通过第二光隔离器345，然后，通过宽带光源300的第二输出端355，输出到外部。
图4是根据本发明第四方面的宽带光源400的结构的示意图。宽带光源400包括第一和第二增益介质410和415；第一到第四波长选择耦合器420、422、424和426；第一到第四泵浦光源430、432、434和436；反射器460；以及第一和第二光隔离器440和445。除了宽带光源400还包括两个另外的波长选择耦合器和两个另外的泵浦光源之外，根据本发明这个方面的宽带光源400等同于根据本发明第一方面的宽带光源100。因此，将不再给出对相同元件的描述。
第一泵浦光源430输出具有预定波长的第一泵浦光470，而第一波长选择耦合器420将输入第一泵浦光470输出到第一增益介质410。第二泵浦光源432输出具有预定波长的第二泵浦光472，而第二波长选择耦合器422将输入第二泵浦光472输出到第一增益介质410。第三泵浦光源434输出具有预定波长的第三泵浦光474，而第三波长选择耦合器424将输入第三泵浦光474输出到第二增益介质415。第四泵浦光源436输出具有预定波长的第四泵浦光476，而第四波长选择耦合器426将输入第四泵浦光476输出到第二增益介质415。
输出到第一增益介质410的后部的第一放大自发辐射480通过第一波长选择耦合器420和第一光隔离器440，然后，通过宽带光源400的第一输出端450输出到外部。将第一放大自发辐射480输出到第一增益介质410的前部，并通过第二波长选择耦合器422。由反射器4760反射辐射480，然后，再次输入第一增益介质410。然后，由第一增益介质410再次放大第一放大自发辐射480，并通过第一波长选择耦合器420和第一光隔离器440，然后，通过宽带光源400的第一输出端450输出到外部。
第二放大自发辐射485输出到第二增益介质415的前部，并通过第四波长选择耦合器426和第二光隔离器445，然后，通过宽带光源400的第二输出端455输出到外部。然后，输出到第二增益介质415的后部的第二放大自发辐射485通过第三波长选择耦合器424，由反射器460反射，然后，再次输入第二增益介质415。由第二增益介质415再次放大第二放大自发辐射485，并通过第四波长选择耦合器426和第二光隔离器445，然后，通过宽带光源400的第二输出端445，将其输出到外部。
正如从上面的描述所清楚的那样，本发明提供了一种宽带光源，能够通过第一和第二输出端，向外部输出在第一和第二增益介质中产生的放大自发辐射，由此，输出光强度较大，且输出效率较高。结果，根据本发明的宽带光源适用于测量用于光通信的光学元件的特性，或者适当地应用在WDM-PON中。同样，根据本发明的一种宽带光源执行与两个传统宽带光源相同的功能，借此，较为经济地实现了本发明的宽带光源，并提高了宽带光源的综合效率。
此外，根据本发明的宽带光源可以通过使用反射器而独立地控制输出功率，由此，其应用范围较为广泛。
尽管为了示例性的目的，已经公开了本发明的优选方面，本领域的技术人员应当清楚的是，在不偏离由所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，多种修改、添加和替换是可能的。
权利要求
1.一种具有独立可控输出功率的双端口宽带光源，包括第一增益介质，具有两个端面；第一输入泵浦光，用于泵浦第一增益介质，从而通过所述第一增益介质的两端，输出第一放大自发辐射；第二增益介质，具有两个端面；第二输入泵浦光，用于泵浦第二增益介质，从而通过所述第二增益介质的两端，输出第二放大自发辐射；以及反射器，设置在第一增益介质和第二增益介质的相对内端面之间，用于反射第一和第二放大自发辐射的输入，将第一输出端和第二输出端设置在第一增益介质和第二增益介质的相应外端面；其中，通过第一和第二输出端，将从第一和第二增益介质输出的第一和第二放大自发辐射输出到光源外部。
2.按照权利要求1所述的光源，其特征在于还包括第一泵浦光源，用于输出具有预定波长的第一输入泵浦光；第一波长选择耦合器，设置在第一增益介质和第一输出端之间，用于将第一输入泵浦光输出到第一增益介质；第二泵浦光源，用于输出具有预定波长的第二输入泵浦光；以及第二波长选择耦合器，设置在第二增益介质和第二输出端之间，用于将第二输入泵浦光输出到第二增益介质。
3.按照权利要求2所述的光源，其特征在于还包括第一光隔离器，设置在第一波长选择耦合器和第一输出端之间，用于允许第一放大自发辐射通过，而截断沿第一自发辐射的反方向传播的光；以及第二光隔离器，设置在第二波长选择耦合器和第二输出端之间，用于允许第二放大自发辐射通过，而截断沿第二自发辐射的反方向传播的光。
4.按照权利要求1所述的光源，其特征在于还包括第一泵浦光源，用于输出具有预定波长的第一输入泵浦光；第一波长选择耦合器，设置在第一增益介质和反射器之间，用于将第一输入泵浦光输出到第一增益介质；第二泵浦光源，用于输出具有预定波长的第二输入泵浦光；以及第二波长选择耦合器，设置在第二增益介质和反射器之间，用于将第二输入泵浦光输出到第二增益介质。
5.按照权利要求1所述的光源，其特征在于还包括第一光隔离器，设置在第一波长选择耦合器和第一输出端之间，用于允许第一放大自发辐射通过，而截断沿第一自发辐射的反方向传播的光；以及第二光隔离器，设置在第二波长选择耦合器和第二输出端之间，用于允许第二放大自发辐射通过，而截断沿第二自发辐射的反方向传播的光。
6.按照权利要求2所述的光源，其特征在于还包括第一连接器，设置在第一输出端中，所述第一连接器包括具有倾斜端面的第一光纤；以及第二连接器，设置在第二输出端中，所述第二连接器包括具有倾斜端面的第二光纤。
7.按照权利要求1所述的光源，其特征在于还包括第一泵浦光源，用于输出具有预定波长的第一输入泵浦光；第一波长选择耦合器，设置在第一增益介质和第一输出端之间，用于将第一输入泵浦光输出到第一增益介质；第二泵浦光源，用于输出具有预定波长的第二输入泵浦光；以及第二波长选择耦合器，设置在第一增益介质和反射器之间，用于将第二输入泵浦光输出到第一增益介质。第三泵浦光源，用于输出具有预定波长的第三输入泵浦光；第三波长选择耦合器，设置在第二增益介质和反射器之间，用于将第三输入泵浦光输出到第二增益介质；第四泵浦光源，用于输出具有预定波长的第四输入泵浦光；以及第四波长选择耦合器，设置在第二增益介质和第二输出端之间，用于将第四输入泵浦光输出到第二增益介质。
8.按照权利要求1所述的光源，其特征在于还包括第一光隔离器，设置在第一波长选择耦合器和第一输出端之间，用于允许第一放大自发辐射通过，而截断沿第一自发辐射的反方向传播的光；以及第二光隔离器，设置在第四波长选择耦合器和第二输出端之间，用于允许第二放大自发辐射通过，而截断沿第一自发辐射的反方向传播的光。
9.按照权利要求1所述的光源，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺铒光纤和掺铒平面光波电路之一构成。
10.按照权利要求1所述的光源，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺铥光纤和掺铥平面光波电路之一构成。
11.按照权利要求1所述的光源，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺镨光纤和掺镨平面光波电路之一构成。
12.一种提供具有独立可控输出的双端口宽带光源的方法，包括以下步骤(a)设置具有两个端面的第一增益介质；(b)设置用于泵浦第一增益介质的第一输入泵浦光，从而通过所述第一增益介质的两端输出第一放大自发辐射；(c)设置具有两个端面的第二增益介质；(d)设置用于泵浦第二增益介质的第二输入泵浦光，从而通过所述第二增益介质的两端输出第二放大自发辐射；以及(e)将反射器设置在第一增益介质和第二增益介质的相对内端面之间，用于反射第一和第二放大自发辐射的输入；(f)将第一输出端和第二输出端设置在第一增益介质和第二增益介质的相应外端面；以及(g)通过第一和第二输出端，将来自第一和第二增益介质的第一和第二放大自发辐射之一输出到光源外部。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺铒光纤和掺铒平面光波电路之一构成。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺铥光纤和掺铥平面光波电路之一构成。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于第一增益介质和第二增益介质由掺镨光纤和掺镨平面光波电路之一构成。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括设置第一泵浦光源，用于输出具有预定波长的第一输入泵浦光；设置第一波长选择耦合器，将其设置在第一增益介质和第一输出端之间，用于将第一输入泵浦光输出到第一增益介质；设置第二泵浦光源，用于输出具有预定波长的第二输入泵浦光；以及设置第二波长选择耦合器，将其设置在第二增益介质和第二输出端之间，用于将第二输入泵浦光输出到第二增益介质。
全文摘要
一种具有独立可控输出功率的双端口宽带光源，包括具有由输入泵浦光泵浦的第一增益介质的宽带光源，以便通过其两端输出第一放大自发辐射。由另一输入泵浦光泵浦的第二增益介质，以便通过其两端输出第二放大自发辐射。将反射器设置在第一和第二增益介质的相对端面之间，以反射输入第一和第二放大自发辐射。然后，通过第一和第二输出端，将从第一和第二增益介质输出的第一和第二放大自发辐射输出到外部。
文档编号H01S5/06GK1604505SQ200410047678
公开日2005年4月6日 申请日期2004年5月26日 优先权日2003年9月30日
发明者黄星泽, 吴润济, 李官洙 申请人:三星电子株式会社