多程放大的光纤放大系统及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤激光器的光纤放大器，尤其涉及利用激光束多次通过增益光纤的方法进行多程放大的光纤放大器。
【背景技术】
[0002]光纤激光器被用来对五金和聚合物材料的激光切割，焊接和褶皱等。高峰值功率和纳秒脉冲能对其进行高效的打标和雕刻。光纤激光器的高功率和良好的光束质量能获得更干净的切边和更快的切割速度。典型的光纤激光器包括一个振荡器和多级光纤放大器。振荡器决定了激光器的波长，脉宽，和重复频率，然而光纤放大器将激光功率提高到所需的水平。
[0003]目前，光纤激光器利用的光纤放大系统由串联的多级放大所组成。每一放大级将功率提高到一定的范围，此范围典型值为几倍到几十倍。例如，光纤放大系统100如图1所示，由放大器102 ( —级放大)，放大器104 ( 二级放大)，和放大器106 (三级放大)组成。栗浦源激光二极管108，110和112分别耦合到放大器102，104和106。定向光隔离器114，116和118分别耦合到放大器102，104和106的输出端。从振荡器出来的激光束进入第一级放大102，被放大器102，104和106逐级放大，最后从第三级放大器106离开。
[0004]每一个放大级同样需要一个电路系统来控制栗浦激光二极管，激光冷却系统，栗浦光耦合光纤传输的跳线和栗浦光耦合的波分复用器(没有全部描述)。当然，成本会随着所需放大级数量的增加而增加。而且，光纤放大器的串联结构有着很长的光纤传输光路和很多连接放大器的光纤接头。长光纤光路和众多的光纤接头会导致光纤激光器的不稳定。因此，良好的性能和低成本的光纤放大器正是光纤激光器所需要的。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种具有良好性能和较低成本的多程放大的光纤放大系统和装置。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种多程放大的光纤放大系统，包括:
[0008]第一个子系统包括:
[0009]第一个偏振分束器(PBS)可以将拥有第一偏振态的激光束通过，并反射拥有第二偏振态的激光束，且第一偏振态和第二偏振态互相垂直；
[0010]第一个法拉第旋转器将激光束的偏振态旋转45° ;
[0011]半波片可以将开始方向传输的激光束偏振态旋转-45°，将向第二方向传输的激光束偏振态旋转45°，且开始方向与第二方向相反；
[0012]第二个偏振分束器可以将拥有第一偏振态的激光束通过，并反射拥有第二偏振态的激光束；
[0013]第一个反射镜的作用是反射被第二个偏振分束器反射和被自发福射放大(ASE)过滤装置反射的激光束；
[0014]第二个子系统包括:
[0015]至少一个栗浦源提供栗浦光；
[0016]双色向滤光片和光纤连接器其中之一用于连接栗浦光和激光束；
[0017]90°偏振态旋转器用于反射入射光和旋转入射光的偏振态，旋转90° ；
[0018]增益光纤放置在第一子系统和第二子系统之间，利用栗浦光将激光束放大。
[0019]其中90°偏振态旋转器由一个半波片和一个第二反射镜组成，用于反射激光束。
[0020]其中90°偏振态旋转器由一个第二法拉第旋转器和一个第二反射镜组成，用于反射激光束。
[0021]其中ASE过滤装置可以是一个陷波滤波器，一个空间滤波器和一个时间选通滤波器的其中之一。
[0022]其中增益光纤是保偏光纤和常规光纤其中之一。
[0023]其中第一个偏振分束器由一个普通接口光纤，一个S偏振接口光纤，一个P偏振接口光纤和一个沃尔斯顿棱镜对组成。
[0024]其中双色向滤光镜由两种波分复用器的其中之一组成，一种由一个反射接口光纤，一个普通接口光纤，一个传输接口光纤构成，另一种由两根光纤组成。
[0025]其中第一反射镜由光纤尾纤组成，而光纤尾纤由一根光纤和一透镜组构成。
[0026]其中栗浦源是一个激光二极管或一个发光二极管。
[0027]其中光纤连接器由一根主要的光纤组成，而这主要的光纤也至少与另一根光纤相恪接。
[0028]—种多程放大的光纤放大装置，包括:第一个用于传输拥有第一偏振态激光束和反射拥有第二偏振态激光束的偏振光分束器，第一偏振态和第二偏振态互相垂直；一个法拉第旋转器，用于将激光束偏振态旋转45° ;—个用于旋转激光束偏振态的半波片，当激光束在开始方向经过半波片后，其偏振态旋转-45°，当激光束在与开始方向相反的方向传输时，激光束的偏振态应旋转45° ;第二个用于传输拥有第一偏振态激光束和反射拥有第二偏振态激光束的偏振光分束器；第一反射镜，用于反射被第二个偏振光分束器反射的激光束；一个阻断ASE的装置；至少一个栗浦源提供栗浦光；双色向滤光片和光纤连接器其中之一用于连接栗浦光和激光束；90°偏振态旋转器用于反射入射光和旋转入射光的偏振态，旋转90° ;利用栗浦光在增益光纤内放大激光束。
[0029]其中90°偏振光旋转反射器由一个半波片和一个第二反射镜所构成，用于反射激光束并旋转激光束的偏振态。
[0030]其中90°偏振光旋转反射器由一个第二法拉第旋转器和一个第二反射镜所组成，用于反射激光束并旋转激光束的偏振态。
[0031]其中ASE阻断装置可以是一个陷波滤波器，一个空间滤波器和一个时间选通滤波器。
[0032]基于上述结构设计的多程放大的光纤放大系统具有良好的性能，且其成本较低，带来良好的经济效益；而基于上述结构设计的多程放大的光纤放大装置也同样具有上述优点。
【附图说明】
[0033]本实用新型非限制和非详尽的表达通过以下图片来描述，其中参考编号指的是贯穿全文不同观点的各个部分，除非另有说明。
[0034]图1显示的是现有技术下的光纤放大器系统。
[0035]图2阐述的是一个多程放大的光纤放大器的典型特征。
[0036]图3阐述的是陷波滤波器的传输光谱。
[0037]图4阐述的是陷波滤波器传输光谱的细节。
[0038]图5阐述的是另一种多程放大的光纤放大器的典型特征。
[0039]图6阐述的是又一种多程放大的光纤放大器的典型特征。
[0040]图7阐述的是光纤准直器的一种典型特征。
[0041]图8阐述的是偏振光束分光器的一种典型特征。
[0042]图9阐述的是波分复用器(WDM)的一种典型特征。
[0043]图10阐述的是光纤尾纤镜的一种典型特征。
[0044]图11阐述的是再一种多程放大的光纤放大器的典型特征。
[0045]图12阐述的是光纤合束器的典型特征。
[0046]在绘图里的多个视图中，相关的参考特点象征的是相关的部件。熟练的技术人员会明白图中所表达的简单而又清晰的原理，没有必要按比例画出来。例如，图中一些元件的尺寸可能为了更好地体现本实用新型的特征，相对于其他元件会有所夸大。
【具体实施方式】
[0047]为了让大家彻底地理解本实用新型，在以下的描述当中介绍了许多详细的细节。然而，本实用新型一些普通技术的细节显然没有必要详细介绍。例如，众所周知的材料或方法并没有详细介绍，以免造成本实用新型复杂难懂。
[0048]关于贯穿本说明的“一个特征”或者“一特征”指的是以特征这词来描述的其独有的功能、结构或特性，且本实用新型至少有一个特征拥有上述表现。因此，本说明许多地方出现的短语“一个特征”或“一特征”并不全指代同样的特征。而且，这独有的功能、结构或特性的表达可以任意融合在一起来描述一个或多个特征。
[0049]采用多级放大的光纤激光器会强烈地受到光纤放大器固有的自发辐射放大(ASE)的影响。在基于自由空间的激光放大器中，如掺稀土离子的自由空间晶体放大器，ASE会被放大器有效