专利名称：多波长光学参量高功率光纤放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种多波长光学参量光纤放大装置。主要用来放大多波长信号光。
本实用新型的技术解决方案如下一种多波长光学参量光纤放大装置，其特点是该装置依光传播方向为序依次包括激光泵浦源、激光光源、准直元件、起偏元件、列阵棱镜、汇聚透镜、耦合元件、多孔双包层光纤、光栅、反射元件和信号光接收装置；另一泵浦光光源发出的光经起偏器和整形器后从光纤的侧面射入该多孔双包层光纤内。
上述的激光泵浦源是激光二极管，或其它激光器。
上述的激光光源和泵浦光光源的激光器可为光纤固体激光器，或半导体激光器，或其它固态激光器。
上述的准直元件是一半凸透镜。
上述的列阵棱镜是由一系列微小棱镜组合而成的。
上述的起偏元件可为尼克耳棱镜，或偏振片，或渥拉斯顿棱镜。
上述的耦合元件是由微光学透镜构成的。
上述的多孔双包层光纤可为玻璃光纤或石英光纤。
上述的光栅元件可为平面透射光栅，或透射闪耀光栅，或透射凹面光栅。
上述的反射元件可为平面反射镜，或凹面反射镜。
上述的接收装置可为CCD二极管列阵探测器，或光电二极管，或光电倍增管，或多通道板，或示波器，或计算机，或使用装置。
上述的整形器为光阑或透镜。
本实用新型的多波长光学参量光纤放大装置的优点1、使用本实用新型的多波长光学参量光纤放大装置可实现多波长信号光的同时放大；2、多孔双包层光纤可使用的材料较多；3、泵浦的效率高；4、起偏元件和列阵棱镜容易实现，可选用的种类较多；5、可用于激光光源和工程光学光学参量多根光纤高功率放大装置的种类多；6、整个装置全部固化，结构简单，容易操作。
图1是本实用新型多波长光学参量光纤放大装置最佳实施例结构示意图。
图2是本实用新型多波长光学参量光纤放大装置中泵浦光入射口AA剖视图。
图3是本实用新型多波长光学参量光纤放大装置中光纤的横截面BB剖视图。
图4是本实用新型多波长光学参量光纤放大装置的信号光波长为1000nm增益的曲线图。
图中1、激光泵浦源2、光纤激光器3、准直光元件4、起偏器5、列阵棱镜6、汇聚透镜7、耦合元件8、多孔双包层光纤9、光栅10、反射光元件11、接收装置12、泵浦光激光器13、起偏器
14、整形器801、双包层光纤外包层802、双包层光纤的中间包层803、双包层光纤的内芯所说的激光光源2是以多波长光纤激光器构成的，激光泵浦源1是激光二极管，激光光源2发射的激光入射到准直元件3上，从准直元件3出射的平行信号光被起偏元件4起偏变成线偏振光，多波长的线偏振光入射到列阵棱镜5上被分光，不同波长的光被分开之后经汇聚透镜6汇聚到焦平面上不同的焦点，耦合元件7置于焦平面上，将多波长信号光耦合到多根光纤内，泵浦光由激光器12出射经起偏器13起偏成偏振光，经整形器14整成所需要的光斑形状后从侧面入射到光纤8内，泵浦光与信号光在光纤内耦合并被放大之后由光栅9分光后经反射元件10入射到信号光的接收装置11上。
所说的起偏元件4和13可为尼克耳棱镜，或偏振片，或渥拉斯顿棱镜。
所说的激光光源2和泵浦光光源12的激光器是光纤固体激光器，或半导体激光器，或其它固态激光器。
所说的激光泵浦源1是激光二极管，或其它激光器。
所说的准直光元件3是由半凸透镜构成的。
所说的列阵棱镜5是由一系列微小棱镜组合而成的。
所说的汇聚光元件6是一汇聚透镜构成的。
所说的耦合元件7是由微光学透镜构成的。
所说的多孔双包层光纤8是由玻璃光纤，或是由石英光纤构成的，多孔双包层光纤的横截面如图3示，最外层是多孔双包层光纤8的外包层801，中间包层呈方形、矩形、菱形、多边形或曲线形802；802之内是多根光纤的纤芯803。多根光纤的纤芯803是由玻璃内掺杂，或是石英掺杂材料组成，多根光纤的纤芯803的折射率大于中间包层802，中间包层802是由玻璃内掺杂，或是石英掺杂材料组成，掺杂的元素是镱、铒等稀有元素。
所说的光栅元件9可为平面透射光栅，或透射闪耀光栅，或透射凹面光栅。
所说的反射光元件10可为平面反射镜，或是凹面反射镜。
所说的接收装置11是CCD二极管列阵探测器，或光电二极管，或光电倍增管，或多通道板，或示波器，或计算机，或使用装置。
所说的整形器14是由光缆、透镜构成的。
本实用新型多波长光学参量光纤高功率放大装置的工作过程是当多波长激光信号光经准直光元件3调整成平行光后进入起偏元件4变成平行偏振光，多波长平行偏振光由列阵棱镜5分光后由汇聚透镜6汇聚入射到焦平面各点上，耦合元件7在焦平面上将各波长耦合进透镜光纤8中，信号光Is与泵浦光Ip在光纤中传播时的非线性耦合效应，使信号光Is被放大，由光纤8放大输出两种光，一种是被放大的信号光Gsk(k＝1、2、3…N，是光纤数目)，另一种光称为空闲光Gik(k＝1、2、3…N，是光纤数目)，两种光经光栅9之后各波长被分开，由反射光元件10改变其传播方向，放大后的信号光输送到接收装置11上。
在图1所示的装置中，激光光源2用固体激光器作光源，同时输出的波长在800nm-1600nm范围，输出功率1W。起偏元件4和列阵棱镜5为微棱镜列阵，多孔双包层光纤8中有七根光纤，长度为50m。实验表明波长为1000nm的信号光被放大了700倍以上，如图4所示。
权利要求1.一种多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于该装置依光传播方向为序依次包括激光泵浦源(1)、激光光源(2)、准直元件(3)、起偏元件(4)、列阵棱镜(5)、汇聚透镜(6)、耦合元件(7)、多孔双包层光纤(8)、光栅(9)、反射元件(10)和信号光接收装置(11)；另一泵浦光光源(12)发出的光经起偏器(13)和整形器(14)后从光纤(8)的侧面射入该多孔双包层光纤(8)内。
2.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的激光泵浦源(1)是激光二极管，或其它激光器。
3.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的激光光源(2)和泵浦光光源(12)的激光器可为光纤固体激光器，或半导体激光器，或其它固态激光器。
4.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的准直元件(3)是一半凸透镜。
5.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的列阵棱镜(5)是由一系列微小棱镜组合而成的。
6.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的起偏元件(4、13)可为尼克耳棱镜，或偏振片，或渥拉斯顿棱镜。
7.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的光栅元件(9)可为平面透射光栅，或透射闪耀光栅，或透射凹面光栅。
8.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的反射元件(10)可为平面反射镜，或凹面反射镜。
9.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的接收装置(11)可为CCD二极管列阵探测器，或光电二极管，或光电倍增管，或多通道板，或示波器，或计算机，或使用装置。
10.根据权利要求1所述的多波长光学参量光纤放大装置，其特征在于所述的整形器为光阑或透镜。
专利摘要一种光学参量双包层光纤高功率放大装置，包括激光泵浦源、激光光源、起偏元件、泵浦光源、起偏元件、汇聚透镜、双包层光纤、滤光元件、接收装置，其位置关系是激光泵浦源激发激光光源产生的信号光束经起偏元件后通过汇聚透镜进入双包层光纤中，而泵浦光源产生的激光束经起偏元件后从侧面射入双包层光纤中，信号光与泵浦光在该光纤内耦合放大后由滤波元件。滤出的信息光被接收装置接收。本实用新型具有结构简单，容易操作和泵浦效率高的特点。
文档编号H04B10/02GK2590290SQ0228340
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月20日 优先权日2002年12月20日
发明者金石琦, 王之江 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所