光纤放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种光纤放大器，该光纤放大器包括第一光纤、第二光纤、第三光纤和激发光源。每根光纤都具有芯部和围绕芯部的包层。第三光纤传输用于在第二光纤中信号放大的激发光。第二光纤掺杂有稀土元素，第二光纤通过激发光放大在其中传播的光信号。第三光纤包括直径减小部分。直径减小部分中的第三光纤的芯部之间的距离比第三光纤的其他部分中的芯部之间的距离短，并且在直径减小部分中，从激发光源进入第三光纤的多个芯部中的一个芯部的激发光与第三光纤的另一个芯部模耦合，以分配激发光。

Fiber amplifier

【技术实现步骤摘要】
光纤放大器
本专利技术涉及一种光纤放大器。
技术介绍
JP2014-135508A公开了如下结构的一个实例：在该结构中，在使用多芯光纤(MCF)的信号传输中，向掺杂有稀土的放大MCF施加激发光。在该放大器中，激发光进入掺杂有稀土的MCF的中央芯部，并且激发光通过模耦合(modeconnection)被分配到传输各个传输信号的多个外芯部，从而放大传输信号。由于掺杂有稀土的MCF的一部分收缩以缩短芯部之间的距离，所以放大器使进入中央芯部的激发光与外芯部的模耦合加速。JP2016-189406A公开了另一种构造：在该构造中，多模激发光进入掺杂有稀土的MCF的包层用于放大，以共同激发所有芯部。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光纤放大器。该光纤放大器包括第一光纤、第一透镜、第二光纤、一对第二透镜、第三光纤、第三透镜、第一光学部件、第二光学部件和激发光源。第一光纤具有多个第一芯部和围绕多个第一芯部的包层。第一光纤构造成传输至少一个光信号。第一透镜布置成面向第一光纤的输出表面。第二光纤具有多个第二芯部和围绕多个第二芯部的包层，其中第二光纤掺杂有稀土元素。第二光纤构造成通过激发光放大在第二光纤中传播的光信号。该对第二透镜分别布置成面向第二光纤的进入表面和输出表面。第三光纤具有多个第三芯部和围绕多个第三芯部的包层。第三光纤构造成传输用于在第二光纤中信号放大的激发光。第三透镜布置成面向第三光纤的输出表面。第一光学部件布置在第一光纤与第二光纤之间的光路中。第一光学部件构造成使从第一光纤输出的光信号通过透射或反射进入第二光纤。第二光学部件布置在第三光纤与第二光纤之间的光路中。第二光学部件构造成使从第三光纤输出的激发光通过反射或透射进入第二光纤。激发光源构造成使激发光进入第三光纤。在光纤放大器中，第一光纤、第一透镜、第一光学部件、第二透镜中的一个和第二光纤布置成使得从第一光纤输出的光信号经由第一透镜、第一光学部件和第二透镜中的一个进入第二光纤。第三光纤、第三透镜、第二光学部件、第二透镜中的一个或另一个以及第二光纤布置成使得从第三光纤输出的激发光经由第三透镜、第二光学部件以及第二透镜中的一个或另一个进入第二光纤。第三光纤包括直径减小部分，并且构造成这样：直径减小部分中的第三芯部之间的距离比第三光纤的其他部分中的第三芯部之间的距离短，并且在直径减小部分中，从激发光源进入第三芯部中的一个芯部的激发光与第三芯部的另一个芯部模耦合，以分配激发光。附图说明根据下面参考附图对本专利技术的优选实施例进行的详细描述，将能更好地理解前述和其他目的、方面和优点，在附图中：图1是根据一个实施例的光纤放大器的结构的示意图；图2A是图1所示的光纤10A沿IIa-IIa线的横截面图，图2B是图1所示的光纤10B沿IIb-IIb线的横截面图；图3是图1所示的光纤20沿III-III线的横截面图；图4A是图1所示的光纤30沿IVa-IVa线的横截面图，图4B是图1所示的光纤30沿IVb-IVb线的横截面图；图5是根据变型例的光纤放大器的结构的示意图。具体实施方式[本专利技术要解决的问题]在根据JP2014-135508A的光纤放大器中，掺杂有稀土的MCF的一部分收缩，使得芯部之间的距离缩短，由此光纤放大器使进入中央芯部的激发光与外芯部的模耦合加速。然而，该结构能够将通过掺杂有稀土的MCF的外芯部传输的光信号与中央芯部等以相反模耦合。这是因为以下事实：主要用于光信号的波长1550nm是比激发光的一般波长980nm或1480nm更长的波长；以及在波长较长的情况下更可能产生芯间串扰。如果在上述光纤放大器中，在掺杂有稀土的MCF中从中央芯部到外芯部可能产生激发光的模耦合，则对于光信号而言也产生从外芯部到中央芯部的模耦合。因此，上述光纤放大器能够使光信号的光学功率消失。根据JP2016-189406A的光纤放大器采用这样的结构：激发光进入截面积比芯部大的包层，使得激发光的功率集中降低，并且有可能不能获得期望的放大效率。[本专利技术的有益效果]根据本专利技术，可以提供有效放大由MCF传输的光信号的光纤放大器。[本专利技术的实施例的描述]下面将描述本专利技术的实施例。根据本专利技术的一个实施例的光纤放大器包括第一光纤、第一透镜、第二光纤、一对第二透镜、第三光纤、第三透镜、第一光学部件、第二光学部件和激发光源。第一光纤具有多个第一芯部和围绕多个第一芯部的包层。第一光纤构造成传输至少一个光信号。第一透镜布置成面向第一光纤的输出表面。第二光纤具有多个第二芯部和围绕多个第二芯部的包层，其中第二光纤掺杂有稀土元素。第二光纤构造成通过激发光放大在第二光纤中传播的光信号。该对第二透镜分别布置成面向第二光纤的进入表面和输出表面。第三光纤具有多个第三芯部和围绕多个第三芯部的包层。第三光纤构造成传输用于在第二光纤中信号放大的激发光。第三透镜布置成面向第三光纤的输出表面。第一光学部件布置在第一光纤与第二光纤之间的光路中。第一光学部件构造成使从第一光纤输出的光信号通过透射或反射进入第二光纤。第二光学部件布置在第三光纤与第二光纤之间的光路中。第二光学部件构造成使从第三光纤输出的激发光通过反射或透射进入第二光纤。激发光源构造成使激发光进入第三光纤。在光纤放大器中，第一光纤、第一透镜、第一光学部件、第二透镜中的一个和第二光纤布置成使得从第一光纤输出的光信号经由第一透镜、第一光学部件和第二透镜中的一个进入第二光纤。第三光纤、第三透镜、第二光学部件、第二透镜中的一个或另一个以及第二光纤布置成使得从第三光纤输出的激发光经由第三透镜、第二光学部件以及第二透镜中的一个或另一个进入第二光纤。第三光纤包括直径减小部分，并且构造成这样：直径减小部分中的第三芯部之间的距离比第三光纤的其他部分中的第三芯部之间的距离短，并且在直径减小部分中，从激发光源进入第三芯部中的一个芯部的激发光与第三芯部的另一个芯部模耦合，以分配激发光。在上述光纤放大器中，不传输光信号而传输激发光的第三光纤包括第三光纤直径减小的部分(直径减小部分)。在直径减小部分中，第三芯部之间的距离比第三光纤的其他部分中的第三芯部之间的距离短。在光纤放大器中，从激发光源进入第三光纤的一个芯部的激发光与另一个芯部模耦合以分配激发光。在根据该实施例的光纤放大器中，不是在光信号进入且进行信号放大的第二光纤中，而是在传输激发光的第三光纤中，进入一个芯部的激发光与另一个芯部模耦合，从而可以抑制通过第二光纤传输的光信号的模耦合。因此，该光纤放大器能够有效地放大由MCF传输的光信号。此外，在该光纤放大器中，进入第三光纤的一个芯部的激发光与另一个芯部模耦合，从而可以将构成激发光源的激光二极管(LD)的数量减少到一个或较小的数量。此外，由于激发光通过第三光纤中的模耦合预先分配到另一个芯部，因此可以将更均匀的激发光施加到接收来自第三光纤的激发光的第二光纤的芯部。在一个实施例中，第三光纤的第三芯部之间的距离可以彼此相等。由于在该实施例中第三芯部之间的距离彼此相等，所以当通过模耦合将从激发光源进入一个芯部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤放大器，包括：/n第一光纤，其具有多个第一芯部和围绕所述多个第一芯部的包层，所述第一光纤构造成传输至少一个光信号；/n第一透镜，其布置成面向所述第一光纤的输出表面；/n第二光纤，其具有多个第二芯部和围绕所述多个第二芯部的包层，其中所述第二光纤掺杂有稀土元素，所述第二光纤构造成通过激发光放大在第二光纤中传播的所述光信号；/n一对第二透镜，其分别布置成面向所述第二光纤的进入表面和输出表面；/n第三光纤，其具有多个第三芯部和围绕所述多个第三芯部的包层，所述第三光纤构造成传输用于所述第二光纤中的信号放大的所述激发光；/n第三透镜，其布置成面向所述第三光纤的输出表面；/n第一光学部件，其布置在所述第一光纤与所述第二光纤之间的光路中，所述第一光学部件构造成使从所述第一光纤输出的所述光信号通过透射或反射进入所述第二光纤；/n第二光学部件，其布置在所述第三光纤与所述第二光纤之间的光路中，所述第二光学部件构造成使从所述第三光纤输出的所述激发光通过反射或透射进入所述第二光纤；以及/n激发光源，其构造成使所述激发光进入所述第三光纤，/n其中，所述第一光纤、所述第一透镜、所述第一光学部件、所述一对第二透镜中的一个透镜和所述第二光纤布置成使得从所述第一光纤输出的所述光信号经由所述第一透镜、所述第一光学部件和所述一对第二透镜中的所述一个透镜进入所述第二光纤，并且/n所述第三光纤、所述第三透镜、所述第二光学部件、所述一对第二透镜中的所述一个透镜或另一个透镜以及所述第二光纤布置成使得从所述第三光纤输出的所述激发光经由所述第三透镜、所述第二光学部件以及所述一对第二透镜中的所述一个透镜或所述另一个透镜进入所述第二光纤，并且/n所述第三光纤包括直径减小部分，并且所述第三光纤构造成这样：所述直径减小部分中的第三芯部之间的距离比所述第三光纤的其他部分中的第三芯部之间的距离短，并且在所述直径减小部分中，从所述激发光源进入所述第三芯部中的一个芯部的激发光与所述第三芯部的另一个芯部模耦合，以分配所述激发光。/n...

【技术特征摘要】
20180612 JP 2018-1119701.一种光纤放大器，包括：
第一光纤，其具有多个第一芯部和围绕所述多个第一芯部的包层，所述第一光纤构造成传输至少一个光信号；
第一透镜，其布置成面向所述第一光纤的输出表面；
第二光纤，其具有多个第二芯部和围绕所述多个第二芯部的包层，其中所述第二光纤掺杂有稀土元素，所述第二光纤构造成通过激发光放大在第二光纤中传播的所述光信号；
一对第二透镜，其分别布置成面向所述第二光纤的进入表面和输出表面；
第三光纤，其具有多个第三芯部和围绕所述多个第三芯部的包层，所述第三光纤构造成传输用于所述第二光纤中的信号放大的所述激发光；
第三透镜，其布置成面向所述第三光纤的输出表面；
第一光学部件，其布置在所述第一光纤与所述第二光纤之间的光路中，所述第一光学部件构造成使从所述第一光纤输出的所述光信号通过透射或反射进入所述第二光纤；
第二光学部件，其布置在所述第三光纤与所述第二光纤之间的光路中，所述第二光学部件构造成使从所述第三光纤输出的所述激发光通过反射或透射进入所述第二光纤；以及
激发光源，其构造成使所述激发光进入所述第三光纤，
其中，所述第一光纤、所述第一透镜、所述第一光学部件、所述一对第二透镜中的一个透镜和所述第二光纤布置成使得从所述第一光纤输出的所述光信号经由所述第一透镜、所述第一光学部件和所述一对第二透镜中的所述一个透镜进入所述第二光纤，并且
所述第三光纤、所述第三透镜、所述第二光学部件、所述一对第二透镜中的所述一个透镜或另一个透镜以及所述第二光纤布置成使得从所述第三光纤输出的所述激发光经由所述第三透镜、所述第二光学部件以及所述一对第二透镜中的所述一个透镜或所述另一个透镜进入所述第二光纤，并且
所述第三光纤包括直径减小部分，并且所述第三光纤构造成这样：所述直径减小部分中的第三芯部之间的距离比所述第三光纤的其他部分中的第三芯部之间的距离短，并且在所述直径减小部分中，从所述激发光源进入所述第三芯部中的一个芯部的激发光与所述第三芯部的另一个芯部模耦合，以分配所述激发光。


2.根据权利要求1所述的光纤放大器，其中，所述第三光纤的第三芯部之间的距离彼此相等。


3.根据权利要求1或2所述的光纤放大器，其中，所述第三光纤的第三芯部具有相同的设计。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤放大器，其中，所述第三光纤的所述多个第三芯部包括布置在所述第三光纤的中心轴线上的中央芯部，来自所述激发光源的激发光进入所述中央芯部。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤放大器，其中，所述第一光纤的第一芯部、所述第二光纤的第二芯部和所述第三光纤的第三芯部至少在它们的沿每根光纤的周向布置的外芯部的布置中彼此相似。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤放大器，其中，所述第一光纤、所述第二光纤和所述第三光纤形成为多边形点阵构造，使得当在截面图中观察时，沿每根...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛川修，田泽英久，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP