摻雜光纖放大器以及工作方法與流程

2023-05-29 00:30:11 2

本發明屬於可插拔式雷射雷達光源，尤其涉及一種摻雜光纖放大器以及工作方法。

背景技術：

雷射雷達是以發射雷射束探測目標的位置、速度等特徵量的雷達系統。目前大部分雷射雷達光源採用波長905nm的半導體雷射器，但其頻率低、人眼安全閾值低，掃描時光源採用非同步的工作方式。的摻鉺光纖放大器(edfa)為設計採用前向980nm與背向1480nm雙向泵浦的單級摻鉺光纖放大器。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種通過摻稀土元素的光纖在泵浦雷射器的作用下實現1550納米信號光放大的摻雜光纖放大器以及工作方法。

本發明提供一種摻雜光纖放大器，其包括：輸入信號光的種子源、與該種子源連接的第一隔離器、與該第一隔離器連接的耦合器、與該耦合器連接的泵浦雷射器和摻雜光纖、與該摻雜光纖連接的第二隔離器、與該第二隔離器連接的分光器、與該分光器連接的連接頭；其中，所述連接頭輸出所述種子源的信號光。

優選地，所述分光器設有主路信號光纖和分路信號光纖，所述分光器的主路信號光纖均與所述第二隔離器和連接頭熔接。

優選地，還包括與所述分光路的分路信號光纖的探測器。

優選地，所述探測器為光電二極體。

優選地，所述種子源採用波長為1550納米的雷射器。

優選地，所述耦合器為波分器。

優選地，所述摻雜光纖為摻稀光纖。

優選地，所述摻雜光纖放大器設置在可插拔式光模塊殼體內。

本發明提供一種摻雜光纖放大器的工作方法，包括如下步驟：

第一步：種子源發出信號光至第一隔離器；

第二步：信號光經第一隔離器、並使信號光單向傳輸至耦合器；

第三步：泵浦雷射器提供能量至耦合器；

第四步：耦合器把輸入信號光和泵浦雷射器提供的能量耦合進入摻雜光纖內；

第五步：摻雜光纖把信號光和能量輸入至第二隔離器、並經第二隔離器單向傳輸至分光器；

第六步：分光器經探測器保證輸出光功率的同時、輸出信號光至連接頭。

本發明通過摻稀土元素的光纖在泵浦雷射器的作用下實現1550納米信號光放大，1550納米雷射的重複頻率可以達到兆赫茲，而且該雷射具有較高的水吸收係數，當該波段雷射輻射人眼時，對人眼的損傷閾值較高，因而該波段雷射具有人眼安全特性，光源採用標準的可插拔式光模塊封裝形式，在自動駕駛和3d掃描等領域具備廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明摻雜光纖放大器的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明摻雜光纖放大器，其包括：輸入信號光的種子源10、與該種子源10連接的第一隔離器20、與該第一隔離器20連接的耦合器30、與該耦合器30連接的泵浦雷射器40和摻雜光纖50、與該摻雜光纖50連接的第二隔離器60、與該第二隔離器60連接的分光器70、與該分光器70連接的探測器80和連接頭90。

耦合器30為波分器，耦合器30的作用是把輸入信號和泵浦光耦合進摻雜光纖50中，通過摻雜光纖50把泵浦光的能量轉移到輸入光信號中，實現輸入光信號的放大。

摻雜光纖50為摻稀光纖50，稀離子經過激活，可以在光傳輸損耗較低的1550nm工作窗口中放大光信號。

其中，種子源10為波長為1550納米的雷射器；種子源10的尾纖(光纖)與第一隔離器20的尾纖(光纖)熔接；第一隔離器20的尾纖(光纖)與耦合器30的尾纖(信號光纖)熔接；泵浦雷射器40的尾纖(光纖)與耦合器30的尾纖(泵浦光纖)熔接；摻雜光纖50與第二隔離器60的尾纖(光纖)熔接。

分光器70設有主路信號光纖和分路信號光纖，第二隔離器60的尾纖(光纖)與分光器70的尾纖(主路信號光纖)熔接；分光器70的尾纖(分路信號光纖)與探測器80的尾纖(光纖)熔接；分光器70的尾纖(主路信號光纖)與輸出端連接頭90(光纖)熔接。

探測器80可保證整個摻雜光纖放大器工作在預設的輸出光功率和輸出光功率範圍內，探測器80為光電二極體。

本發明摻雜光纖放大器的工作方法，包括如下步驟：

第一步：種子源10發出信號光至第一隔離器20；

第二步：信號光經第一隔離器20、並使信號光單向傳輸至耦合器30；

第三步：泵浦雷射器40提供能量至耦合器30；

第四步：耦合器30把輸入信號光和泵浦雷射器40提供的能量耦合進入摻雜光纖50內；

第五步：摻雜光纖50把信號光和能量輸入至第二隔離器60、並經第二隔離器60單向傳輸至分光器70；

第六步：分光器70經探測器保證輸出光功率的同時、輸出信號光至連接頭。

本發明通過摻稀土元素的光纖50在泵浦雷射器40的作用下實現1550納米信號光放大，1550納米雷射的重複頻率可以達到兆赫茲，而且該雷射具有較高的水吸收係數，當該波段雷射輻射人眼時，對人眼的損傷閾值較高，因而該波段雷射具有人眼安全特性，光源採用標準的可插拔式光模塊封裝形式，在自動駕駛和3d掃描等領域具備廣闊的應用前景。

雷射雷達光源的光學器件和電子器件封裝在標準的可插拔式光模塊殼體中(例如sfp,sfp+,xfp,cfp,cfp2等)，通過金手指，使用標準的msa協議進行通訊和模塊控制。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬於本發明的保護範圍。