一种多程放大复用保偏ASE光源装置的制作方法

一种多程放大复用保偏ase光源装置
技术领域
1.本实用新型属于光纤传感和光器件测量技术领域，尤其涉及一种多程放大复用保偏ase光源装置。


背景技术：

2.利用放大自发辐射(amplified spontaneous emission，ase)产生的ase光源，能够产生波长范围十纳米至百纳米量级的宽光谱输出，是当前宽光谱光源的主流技术方案，常用于光纤传感系统以及无源光器件测试等应用。相较于其他宽光谱光源如发光二极管（led），ase光源具有光谱稳定性高、时间相干性低的特点，同时易与光纤系统有效耦合。
3.传统ase光源一般采用泵浦光纤环的技术方案，即通过连接光纤耦合器同一侧的两端口构成光纤环，基于纤芯泵浦技术在光纤环中得到ase光。传统ase光源输出的偏振态随机且通常功率较低，难以用于保偏无源器件光谱特性的精确测试。
4.现有的保偏ase光源采用偏振片起偏的方式得到线偏振输出，与起偏方向不同的偏振分量被直接损耗掉，降低了能量利用率，输出功率难以进一步提升。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提出一种多程放大复用保偏ase光源装置，以实现低损起偏，提高ase光源能量利用率，从而进一步提升输出功率的目的。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多程放大复用保偏ase光源装置，包括泵浦信号合束器以及分别通过无源光纤连接在泵浦信号合束器泵浦端、信号端和公共端的泵浦源、法拉第旋转镜和增益光纤，还包括偏振分束器以及分别通过无源光纤连接在偏振分束器水平偏振（p波）输出端和竖直偏振（s波）输出端的高反射率光纤布拉格光栅和保偏光隔离器，所述偏振分束器的输入端通过无源光纤连接增益光纤的另一端，保偏光隔离器输出端作为保偏ase光源的输出端。
7.进一步，所述的泵浦信号合束器为多模泵浦合束器（mpc），类型为（2 1）
×
1，其信号端、公共端尾纤为无源双包层光纤，纤芯直径为10μm，内包层直径为125μm，其泵浦端尾纤为多模光纤，纤芯直径为105μm，包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.22。
8.其中，所述的所述的泵浦源为多模泵浦源，所述的多模泵浦源为泵浦波长为976nm的半导体激光器。
9.其中，所述的增益光纤为有源双包层ydf，纤芯直径为10μm，内包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.08，光纤长度为5m，偏振分束器的输入端、水平偏振输出端、竖直偏振输出端分别与增益光纤、高反射率光纤布拉格光栅、保偏光隔离器由无源双包层光纤连接。
10.其中，所述的法拉第旋转镜、多模泵浦合束器、增益光纤、偏振分束器、高反射率光纤布拉格光栅、保偏光隔离器和多模泵浦源之间采用熔接方式进行连接。
11.进一步，所述的泵浦信号合束器为波分复用器（wdm），类型为980/1550，其信号端、公共端尾纤为无源单模光纤，纤芯直径为6μm，内包层直径为125μm，其泵浦端尾纤为单模光
纤。
12.其中，所述的泵浦源为单模泵浦源，所述的单模泵浦源为泵浦波长为980nm的半导体激光器。
13.其中，所述的增益光纤为有源单模edf，纤芯直径为6μm，内包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.08，光纤长度为5m，偏振分束器的输入端、水平偏振输出端、竖直偏振输出端分别与增益光纤、高反射率光纤布拉格光栅、保偏光隔离器由无源单模光纤相连接。
14.其中，所述的法拉第旋转镜、波分复用器、增益光纤、偏振分束器、高反射率光纤布拉格光栅、保偏光隔离器和单模泵浦源之间采用光纤法兰对接方式进行连接。
15.与现有技术相比，本实用新型的先进点在于：
16.本实用新型基于偏振分束器和法拉第旋转镜的偏振特性，令不同传输方向、不同偏振方向的ase光，经过不同次数的偏振态调整后呈同一偏振态，共同经由偏振分束器起偏出射，得到线偏振输出；与现有技术方式相比，主要优点是起偏时与起偏方向不同的偏振分量不会被直接损耗掉，通过不同次数的放大行程和偏振态调整后得到再次利用，降低了系统的起偏损耗；其次降低起偏损耗，提高能量利用率，可以使所需的泵浦功率降低，从而带来进一步提升保偏ase光源的输出功率的空间。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是本实用新型第一实施例的结构示意图；
19.图3是本实用新型第二实施例的结构示意图。
20.各附图标记为：1—法拉第旋转镜，2—泵浦信号合束器，3—增益光纤，4—偏振分束器，5—高反射率光纤布拉格光栅，6—保偏光隔离器，8—泵浦源。
具体实施方式
21.下面结合具体的实施例及附图，对本实用新型作进一步的说明阐释，但不限于所述实施方式。
22.参照图1所示，本实用新型公开的一种多程放大复用的保偏ase光源装置，包括法拉第旋转镜1、泵浦信号合束器2、增益光纤3、偏振分束器4、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6和泵浦源8；所述泵浦信号合束器2的泵浦端、信号端、公共端分别与泵浦源8、法拉第旋转镜1、增益光纤3相连接；所述偏振分束器4的输入端、水平偏振（p波）输出端、竖直偏振（s波）输出端分别与增益光纤3的另一端、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6相连接；保偏光隔离器6输出端作为保偏ase光源的输出端。
23.本实用新型由泵浦源8抽运有源光纤，即增益光纤3产生ase光输出，不同传输方向、不同偏振方向的自发辐射光被法拉第旋转镜1、高反射率光纤布拉格光栅5反射，单次或多次经过增益光纤3得到放大且在经过法拉第旋转镜1调整偏振态，最终令不同行程放大的ase光呈同一偏振态，共同经由偏振分束器4起偏出射，通过保偏光隔离器6后得到线偏振ase光输出。
24.实施例1
25.本实用新型提供的一种多程放大复用保偏ase光源装置，如图2所示，包括：
26.作为泵浦信号合束器2的多模泵浦合束器以及分别通过无源光纤连接在多模泵浦合束器泵浦端、信号端和公共端的泵浦源8、法拉第旋转镜1和增益光纤3，还包括偏振分束器4以及分别通过无源光纤连接在偏振分束器4水平偏振（p波）输出端和竖直偏振（s波）输出端的高反射率光纤布拉格光栅5和保偏光隔离器6，所述偏振分束器4的输入端通过无源光纤连接增益光纤3的另一端。
27.所述的多模泵浦合束器（mpc）类型为(2 1)
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1，其信号端、公共端尾纤为无源双包层光纤，其纤芯直径为10μm，内包层直径为125μm；其泵浦端尾纤为多模光纤，其纤芯直径为105μm，包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.22。
28.所述的泵浦源8为多模泵浦源，所述多模泵浦源8为半导体激光器，其泵浦波长为976nm，用于抽运有源双包层ydf，即增益光纤3，产生不同传输方向、不同偏振方向的1μmase光输出。
29.所述的增益光纤3为有源双包层ydf，其纤芯直径为10μm，内包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.08，光纤长度为5m；将偏振分束器4的输入端、水平偏振（p波）输出端、竖直偏振（s波）输出端分别与增益光纤3的另一端、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6，由无源双包层光纤相连接，保偏光隔离器6输出端作为保偏ase光源的输出端。
30.法拉第旋转镜1用于调整其反射光的偏振态，使其相较于入射前偏振方向旋转了90
°
。偏振分束器4用于分离两个正交方向的偏振分量，其中一个偏振方向的光（s波）呈线偏振出射，实现起偏功能，另一个偏振方向的光（p波）从另一端口导向高反射率光纤布拉格光栅5。高反射率光纤布拉格光栅5用于反射偏振分束器4水平偏振（p波）输出端的光，不改变其偏振态；其反射率达到99.9%，且另一方向的尾纤端面为斜8
°
，且镀有消反膜。保偏光隔离器6，用于得到输出的线偏振1μm ase光（s波）并隔离输出端反射回的杂光。
31.多模泵浦源、法拉第旋转镜1、多模泵浦合束器、增益光纤3、偏振分束器4、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6之间采用熔接方式进行连接。
32.最终，不同行程放大的ase光呈同一偏振态，共同经由偏振分束器4起偏出射，通过保偏光隔离器6后得到线偏振1μm ase光输出。
33.实施例2
34.本实用新型提供的一种多程放大复用保偏ase光源装置，如图3所示，包括：
35.作为泵浦信号合束器2的波分复用器以及分别通过无源光纤连接在波分复用器泵浦端、信号端和公共端的泵浦源8、法拉第旋转镜1和增益光纤3，还包括偏振分束器4以及分别通过无源光纤连接在偏振分束器4水平偏振（p波）输出端和竖直偏振（s波）输出端的高反射率光纤布拉格光栅5和保偏光隔离器6，所述偏振分束器4的输入端通过无源光纤连接增益光纤3的另一端。
36.所述的波分复用器（wdm）类型为980/1550，其信号端、公共端尾纤为无源单模光纤，其纤芯直径为6μm，内包层直径为125μm；其泵浦端尾纤为单模光纤，其纤芯直径、包层直径、纤芯数值孔径与泵浦源8尾纤相同。
37.所述的泵浦源8为单模泵浦源，所述单模泵浦源为半导体激光器，其泵浦波长为980nm，用于抽运有源单模edf，即增益光纤3，产生不同传输方向、不同偏振方向的1.5μmase光输出。
38.增益光纤3为有源单模edf，其纤芯直径为6μm，内包层直径为125μm，纤芯数值孔径
为0.08，光纤长度为5m。法拉第旋转镜1用于调整其反射光的偏振态，使其相较于入射前偏振方向旋转了90
°
。偏振分束器4用于分离两个正交方向的偏振分量，其中一个偏振方向的光（s波）呈线偏振出射，实现起偏功能，另一个偏振方向的光（p波）从另一端口导向高反射率光纤布拉格光栅5。高反射率光纤布拉格光栅5用于反射偏振分束器4水平偏振（p波）输出端的光，不改变其偏振态；其反射率达到99.9%，且另一方向的尾纤端面为斜8
°
，且镀有消反膜。保偏光隔离器6用于得到输出的线偏振1.5μm ase光（s波）并隔离输出端反射回的杂光。
39.所述的增益光纤3为有源单模edf，其纤芯直径为6μm，内包层直径为125μm，纤芯数值孔径为0.08，光纤长度为5m。将偏振分束器4的输入端、水平偏振（p波）输出端、竖直偏振（s波）输出端分别与增益光纤3的另一端、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6，由无源单模光纤相连接，保偏光隔离器6输出端作为保偏ase光源的输出端。
40.最终，不同行程放大的ase光呈同一偏振态，共同经由偏振分束器4起偏出射，通过保偏光隔离器6后得到线偏振1.5μm ase光输出。
41.单模泵浦源、法拉第旋转镜1、波分复用器、增益光纤3、偏振分束器4、高反射率光纤布拉格光栅5、保偏光隔离器6之间采用光纤法兰对接方式进行连接。
42.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。