一种泵浦合束器与掺铒光纤放大器的制作方法

1.本技术涉及光通信领域，尤其涉及一种泵浦合束器与掺铒光纤放大器。


背景技术：

2.近年来，随着信息和通信技术的飞速发展，对光纤放大器的研究又进一步扩大了增益带宽，将光纤通信系统推向了高速率、大容量、长距离方向发展。随着光纤容量需求的增长，以多芯光纤、少模光纤等新型光纤为代表的空分复用波分传输系统逐渐成熟。在空分复用波分传输系统中，复用器用于将多个信号收发单元输出的光信号进行合路，光放大器用于对合路后的光信号进行放大。
3.上述光放大器具体可以采用掺铒光纤放大器(erbium doped fiber amplifier，edfa)，在edfa中主要通过泵浦合束器实现信号光与泵浦光的合路。其中，泵浦光为系统提供能量，使得合路后的光在有源光纤中传输时通过受激辐射效应实现放大。因此，如何提升信号光与泵浦光的耦合效率是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种泵浦合束器与掺铒光纤放大器，实现了较大模场的泵浦光与信号光的耦合，提高了耦合效率，也避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。
5.第一方面，本技术提供了一种泵浦合束器。该泵浦合束器包括：包覆结构、第一光纤和第二光纤。包覆结构包括第一端口、第二端口和第三端口。第一光纤贯穿包覆结构并分别从第一端口和第二端口伸出。第一端口设置在包覆结构的第一端面上，第二端口设置在包覆结构的第二端面上。第一端面与第二端面平行，第一端面的面积大于第二端面的面积。第二光纤与第三端口连接，第三端口的朝向与第一端口的朝向和第二端口的朝向都不相同。包覆结构的第一端面与第二端面之间包括耦合区。从第一端面到第二端面的方向上耦合区的纵截面逐渐变小，纵截面与第一端面和第二端面平行。
6.具体地，信号光沿着第一光纤从第一端口向第二端口传输，第一泵浦光沿着第二光纤从第三端口输入包覆结构并经过反射面的反射后朝向第二端口传输，第二端口用于输出第一泵浦光与信号光耦合的光。
7.在该实施方式中，用于传输信号光的第一光纤被包覆结构包裹，相当于扩大了包覆结构的包层直径，以便于包覆结构输入较大模场的泵浦光。并且，包覆结构的第一端面与第二端面之间包括耦合区，从第一端面到第二端面的方向上该耦合区的纵截面逐渐变小。泵浦光经过耦合区的过程中其模场面积将逐渐被压缩以适配第一光纤，避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。
8.在一些可能的实施方式中，从第三端口输入的第一泵浦光的模场面积大于第二端面的面积。也就是说，第一泵浦光的模场面积较大，在第一泵浦光经过耦合区的过程中其模场面积将被压缩，使得信号光可以与较大模场的泵浦光耦合，提高了耦合效率。
9.在一些可能的实施方式中，第三端口设置在包覆结构的第三端面上，第三端面与第一端面垂直，第三端面位于第一端面与耦合区之间。上述方式提供了一种第三端口的设计位置，当反射面与第一光纤的夹角为45
°
时，泵浦光经过反射面反射后的传输方向与信号光的传输方向相同，有助于提升耦合效率。
10.在一些可能的实施方式中，泵浦合束器还包括第三光纤，包覆结构还包括第四端口。第三光纤与第四端口连接，第四端口设置在包覆结构的第四端面上。第四端面与第三端面平行，第四端面位于第一端面与耦合区之间。第二泵浦光沿着第三光纤从第四端口输入包覆结构并经过反射面的反射后朝向第二端口传输，第二端口具体用于输出第一泵浦光、第二泵浦光与信号光耦合后的光。在该实施方式中，采用多路泵浦光有助于增加泵浦光与信号光的耦合效率。
11.在一些可能的实施方式中，反射面包括第一反射面和第二反射面，第一反射面用于反射第一泵浦光，第二反射面用于反射第二泵浦光。上述方式提供了一种反射面的具体实现方式，增加了本方案的实用性。
12.在一些可能的实施方式中，反射面为包覆结构的第三端面，第三端面与第一端面垂直，第三端面位于第一端面与耦合区之间。在该实施方式中，将包覆结构的其中一部分表面作为反射面，不需要在包覆结构内部镀膜以形成反射面，降低了插损，也降低了包覆结构的制作难度。
13.在一些可能的实施方式中，包覆结构的横截面形状由矩形和梯形组成。横截面与第一端面垂直，矩形的其中一条边对应第一端面。梯形的上底对应第二端面，矩形的其中一条边的对边为梯形的下底。上述方式提供了一种包覆结构的具体形状，形状较为规则，便于加工。
14.在一些可能的实施方式中，梯形的侧边与第一光纤的夹角为锐角，使得信号光与泵浦光的耦合效率较高。
15.在一些可能的实施方式中，第二端面为圆形，第二端面的直径与第一光纤的内包层的直径相同。应理解，如果第二端面的直径大于第一光纤的内包层的直径，将会有部分泵浦光不能与第一光纤中传输的信号光耦合。因此，采用这种设计可以提升信号光与泵浦光的耦合效率。
16.在一些可能的实施方式中，第一光纤为多芯光纤，即通过空分复用实现多路传输，能够克服光纤传输的香农容量限制，达到扩大传输系统容量的目的。
17.在一些可能的实施方式中，第二光纤为多模光纤，实现成本更低。
18.在一些可能的实施方式中，本技术提供的泵浦合束器采用全光纤结构。例如，第一光纤和第二光纤都采用玻璃材质，那么，包覆结构也采用玻璃材质，更便于加工。
19.在一些可能的实施方式中，反射面上设置有反射膜，用于对指定波长的泵浦光进行反射，提高了本方案的可实现性。
20.在一些可能的实施方式中，信号光的波长大于第一泵浦光的波长，实用性更好。
21.在一些可能的实施方式中，包覆结构通过熔接的方式分别与第一光纤和第二光纤连接，使得泵浦合束器的整体结构更加稳定。
22.第二方面，本技术提供了一种掺铒光纤放大器。该掺铒光纤放大器包括：掺铒光纤、泵浦分束器和如第一方面任一实施方式介绍的泵浦合束器。泵浦合束器与泵浦分束器
通过掺铒光纤连接。泵浦合束器用于向掺铒光纤输出信号光与泵浦光耦合的光。耦合的光在掺铒光纤中进行放大并传输至泵浦分束器。泵浦分束器用于滤除泵浦光并输出放大后的信号光。
23.本技术实施例中，用于传输信号光的第一光纤被包覆结构包裹，相当于扩大了包覆结构的包层直径，以便于包覆结构输入较大模场的泵浦光。并且，包覆结构的第一端面与第二端面之间包括耦合区，从第一端面到第二端面的方向上该耦合区的纵截面逐渐变小。泵浦光经过耦合区的过程中其模场面积将逐渐被压缩以适配第一光纤，从而实现了较大模场的泵浦光与信号光的耦合，提高了耦合效率，也避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。
附图说明
24.图1为本技术实施例中多芯波分传输系统的一种结构示意图；
25.图2为本技术实施例中掺铒光纤放大器的一种结构示意图；
26.图3为本技术实施例中泵浦合束器的第一种结构示意图；
27.图4(a)为本技术实施例中泵浦合束器的一种横截面示意图；
28.图4(b)为本技术实施例中泵浦合束器的二种横截面示意图；
29.图4(c)为本技术实施例中泵浦合束器的三种横截面示意图；
30.图5为本技术实施例中信号光与泵浦光的耦合效率变化示意图；
31.图6为本技术实施例中泵浦合束器的一种纵截面示意图；
32.图7为本技术实施例中泵浦合束器的第一种制备流程示意图；
33.图8为本技术实施例中泵浦合束器的第二种结构示意图；
34.图9为本技术实施例中泵浦合束器的第三种结构示意图；
35.图10为本技术实施例中泵浦合束器的第四种结构示意图。
具体实施方式
36.本技术实施例提供了一种泵浦合束器与掺铒光纤放大器，实现了较大模场的泵浦光与信号光的耦合，提高了耦合效率，也避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.本技术提供的泵浦合束器主要应用于掺铒光纤放大器(erbium doped fiber amplifier，edfa)。掺铒光纤放大器在光网络中用于对光信号进行放大以使得光信号能够被接收。随着光纤容量需求的增长，以多芯光纤和少模光纤等新型光纤为代表的空分复用波分传输系统逐渐成熟。下面以多芯波分传输系统为例对掺铒光纤放大器的一种应用场景进行介绍。
38.图1为本技术实施例中多芯波分传输系统的一种结构示意图。如图1所示，多个收发单元可以分别输出不同波长的光信号。复用器对输入的不同波长的光信号进行合波，并输出合波后的多波长信号。其中，多波长信号可以通过多芯光纤(multi core fiber，mcf)传输，mcf能够提供多个空间并行的通道。edfa用于对多波长信号进行放大。光分叉复用器(optical add drop multiplexer，oadm)用于对多波长信号进行上波(add)或下波(drop)。解复用器用于对输入的多波长信号进行分波，并将不同波长的光信号输出至不同的收发单元。
39.图2为本技术实施例中掺铒光纤放大器的一种结构示意图。如图2所示，掺铒光纤放大器包括泵浦合束器、泵浦分束器和掺铒光纤。其中，泵浦合束器与泵浦分束器之间通过掺铒光纤连接。泵浦合束器的两个输入端口分别输入信号光和泵浦光，泵浦合束器用于将信号光与泵浦光进行耦合并输出。耦合后的光在掺铒光纤中传输并基于受激辐射效应实现放大。泵浦分束器用于滤除泵浦光并输出放大后的信号光。
40.下面对本技术实施例提供的泵浦合束器进行详细介绍。
41.图3为本技术实施例中泵浦合束器的第一种结构示意图。如图3所示，该泵浦合束器包括第一光纤10、第二光纤20和包覆结构30。其中，包覆结构30包括端口1、端口2和端口3。端口1设置在包覆结构30的第一端面301上，端口2设置在包覆结构30的第二端面302上。第一端面301与第二端面302平行，并且第一端面301的面积大于第二端面302的面积。第一光纤10贯穿包覆结构30并分别从端口1和端口2伸出，也就是说，第一光纤10的其中一段被包覆结构30包裹。第一光纤10用于传输信号光，信号光将沿着第一光纤10从端口1向端口2传输。第二光纤20与包覆结构30的端口3连接，端口3的朝向与端口1的朝向和端口2的朝向都不相同。第二光纤20用于传输泵浦光，也就是说，泵浦光输入包覆结构30的方向与信号光输入包覆结构30的方向不同。包覆结构30中还设置有反射面40，泵浦光沿着第二光纤20从端口3输入包覆结构30后还将经过反射面40的反射并朝向端口2传输。端口2将输出信号光与泵浦光耦合后的光。
42.需要说明的是，包覆结构30的第一端面301和第二端面302之间包括耦合区305。应理解，由于第一端面301的面积大于第二端面302的面积，从第一端面301到第二端面302的方向上该包覆结构30的纵截面必然是变小的趋势，其中，该纵截面是与第一端面301和第二端面302平行的平面。具体地，从第一端面301到第二端面302的方向上耦合区305的纵截面逐渐变小。也就是说，包覆结构30的纵截面并不是在某一个位置突然变小的，而是经过一个过渡区域逐渐变小的，该过渡区域即为耦合区305。以图3为例，该耦合区305可以是一个近似圆台的结构。
43.在一些可能的实施方式中，从端口3输入的泵浦光的模场面积大于第二端面302的面积。因此，泵浦光经过反射面40反射后在耦合区305传输的过程中，泵浦光的模场面积将逐渐变小以适配第二端面302的大小，避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。从而使得信号光可以与大模场的泵浦光高效耦合。
44.图4(a)为本技术实施例中泵浦合束器的一种横截面示意图。如图4(a)所示，包覆结构30的横截面形状由矩形和梯形组成，其中，该横截面与第一端面301垂直。矩形的a边与第一端面301对应。矩形的b边是a边的对边，并且，矩形的b边也是梯形的下底。梯形的上底c对应第二端面302。结合图3和图4(a)可以看出，横截面为矩形对应的是包覆结构30上近似
圆柱体的一段。横截面为梯形对应的是包覆结构30上近似圆台的一段，即耦合区305。泵浦光在近似圆台的结构中传输时，其模场面积是逐渐变小的。
45.需要说明的是，如果改变上述梯形的侧边与第一光纤10的夹角θ，泵浦光与信号光的耦合效率也会发生变化。其中，θ太大或太小都会导致泵浦光的损耗较大。图5为本技术实施例中信号光与泵浦光的耦合效率变化示意图。如图5所示，横坐标表示梯形的侧边与第一光纤10的夹角θ，纵坐标表示信号光与泵浦光的耦合效率。可以看出，当θ的取值范围是23.7
°‑
27.6
°
时，信号光与泵浦光的耦合效率最高。应理解，上述提供的θ的取值范围只是一个示例，在实际应用中，也可以采用其他取值范围，例如θ为锐角等，具体此处不做限定。
46.需要说明的是，在实际应用中，包覆结构中耦合区的形状包括但不限于上述图3和图4(a)提供的示例。图4(b)为本技术实施例中泵浦合束器的二种横截面示意图。图4(c)为本技术实施例中泵浦合束器的三种横截面示意图。如图4(b)和图4(c)所示，耦合区的横截面也可以不是规则的梯形，只要耦合区的纵截面是逐渐变小的状态即可。
47.在一种可能的实施方式中，第二端面302为圆形，并且第二端面302的直径与第一光纤10的内包层的直径相同。也就是说，端口2占据了整个第二端面302，并且，端口2的大小刚好与第一光纤10的内包层大小适配。应理解，如果第二端面302的直径大于第一光纤10的内包层的直径，将会有部分泵浦光不能与第一光纤10中传输的信号光耦合。因此，采用这种设计可以提升信号光与泵浦光的耦合效率。
48.在一种可能的实施方式中，第一光纤10可以采用多芯光纤。其中，多芯光纤是通过一根光纤中包含的多个纤芯构建多个平行的空间信道，即通过空分复用实现多路传输，能够克服光纤传输的香农容量限制，达到扩大传输系统容量的目的。应理解，在不同的应用场景中可以采用不同的纤芯数量以及不同的纤芯排布方式，具体此处不做限定。第二光纤20可以采用多模光纤，实现成本更低。
49.在一种可能的实施方式中，信号光的波长大于泵浦光的波长。例如，信号光的波长范围可以是1470nm-1620nm，泵浦光的波长范围可以是970nm-1420nm。反射面40上设置有反射膜，该反射膜可以反射泵浦光并透射信号光。
50.在一种可能的实施方式中，本技术提供的泵浦合束器采用全光纤结构。例如，第一光纤10和第二光纤20都采用玻璃材质，那么，包覆结构30也采用玻璃材质，更便于加工。并且，包覆结构30可以通过熔接的方式分别与第一光纤10和第二光纤20连接，使得泵浦合束器的整体结构更加稳定。
51.需要说明的是，泵浦合束器上用于输入泵浦光的端口可以是一个，也可以是多个。并且，泵浦合束器上泵浦光的输入位置可以有多种。下面提供几种具体的实现方式。
52.如图3所示，端口3设置在包覆结构30的第三端面303上。其中，第三端面303与第一端面301垂直，第一光纤10所在的方向与第二光纤20所在的方向垂直。并且，第三端面303位于第一端面301与耦合区305之间，结合上述图4(a)-图4(c)可知，端口3的横截面在矩形的范围内。通过将端口3设置在第三端面303上，可以更好地让第二光纤20与包覆结构30贴合。优选地，反射面40与第一光纤10的夹角为45
°
，泵浦光经过反射面40反射后的传输方向与信号光的传输方向相同，有助于提升耦合效率。
53.应理解，本技术不限定第一光纤10、第二光纤20和包覆结构30的具体尺寸。作为一个示例，第一光纤10和第二光纤20的外包层直径为125um，第一光纤10的内包层直径为
80um，第二光纤20的内包层直径为105um。图6为本技术实施例中泵浦合束器的一种纵截面示意图。如图6所示，l表示第二光纤20的直径，d表示第一光纤10的内包层半径，r表示包覆结构30上第一端面301的半径。假设，r＝l/2＝62.5um，d＝40um，也就是说，第一端面301的直径至少为150um，考虑到制作工艺，可以将第一端面301设为300um-500um。
54.下面对图3所示泵浦合束器的制备流程进行介绍。
55.图7为本技术实施例中泵浦合束器的第一种制备流程示意图。如图7所示，第一步：对多芯光纤进行切割得到两段光纤，并在切割的斜面上镀反射膜以形成反射面。第二步：将切割后的两端光纤用夹具固定，并调控两段光纤的位置使二者拼接在一起且纤芯吻合。拼接完成后用低折射率uv胶包裹整个结构，固化后即可得到一个完整稳定的圆柱体结构。第三步：将圆柱体一端用夹具夹住，对另一端进行旋转打磨，在不改变纤芯结构的基础上打磨出一个圆台，以形成耦合区。第四步：将整个结构的侧面打磨出一个平台，即第三端面303，至此完成包覆结构的加工，其中，该平台的大小需要满足第二光纤的接入。第五步：对于左右两侧的信号光输入端和合束光输出端，通过熔接机使用非对称熔接的方法熔接，并对熔接处采用点胶的方法将低折射率uv胶涂于周围并固化。对于顶部的泵浦光输入处，通过精密电机使第二光纤紧贴于侧面平台上，同时将整体结构浸没于低折射率uv胶中并固化以获得稳定的整体结构。
56.图8为本技术实施例中泵浦合束器的第二种结构示意图。如图8所示，区别于上述图3所示的泵浦合束器，本实施例中，该泵浦合束器还包括第三光纤50，包覆结构30还包括端口4。其中，第三光纤50与端口4连接，端口4设置在包覆结构30的第四端面304上，第四端面304与第三端面303平行。第一光纤10所在的方向与第三光纤50所在的方向垂直。并且，第三端面303和第四端面304都位于第一端面301与耦合区305之间，结合上述图4(a)-图4(c)可知，端口3和端口4的横截面都在矩形的范围内。反射面40可以分为反射面401和反射面402，反射面401用于反射沿第二光纤20输入的泵浦光，反射面402用于反射沿第三光纤50输入的泵浦光。两路泵浦光经过反射后都将朝向端口2输出，两路泵浦光与信号光耦合后从端口2输出。通过上述方式，采用多路泵浦光可以增加泵浦光与信号光的耦合效率。优选地，反射面401与第一光纤10的夹角为45
°
，反射面402与第一光纤10的夹角为45
°
，反射面401与反射面402的夹角为90
°
，两路泵浦光反射后的传输方向与信号光的传输方向相同，有助于提升耦合效率。
57.下面对图8所示泵浦合束器的制备流程进行介绍。
58.第一步：对多芯光纤进行切割得到两段光纤，其中一段光纤的切割面呈90
°
角外凸的两个端面，另一段光纤的切割面呈90
°
角内凹的两个端面。在切割的两个斜面上可以分别镀上反射膜以形成反射面。第二步：将切割后的两端光纤用夹具固定，并调控两段光纤的位置使二者拼接在一起且纤芯吻合。拼接完成后用低折射率uv胶包裹整个结构，固化后即可得到一个完整稳定的圆柱体结构。第三步：将圆柱体一端用夹具夹住，对另一端进行旋转打磨，在不改变纤芯结构的基础上打磨出一个圆台，以形成耦合区。第四步：将整个结构的两个侧面各打磨出一个平台，分别是第三端面303和第四端面304，至此完成包覆结构的加工，其中，其中一侧平台的大小需要满足第二光纤的接入，另一侧平台的大小需要满足第三光纤的接入。第五步：对于左右两侧的信号光输入端和合束光输出端，通过熔接机使用非对称
熔接的方法熔接，并对熔接处采用点胶的方法将低折射率uv胶涂于周围并固化。对于顶部和底部的泵浦光输入处，通过精密电机使第二光纤和第三光纤分别紧贴于侧面的两个平台上，同时将整体结构浸没于低折射率uv胶中并固化以获得稳定的整体结构。
59.图9为本技术实施例中泵浦合束器的第三种结构示意图。如图9所示，区别于上述图3和图8所示的泵浦合束器，本实施例中，包覆结构30上的第三端面303为反射面，第三端面303位于第一端面301与耦合区305之间，端口3位于第三端面303对侧的弧面上。具体地，沿第二光纤20从端口3输入的泵浦光会经过第三端面303的反射并朝向端口2传输。应理解，泵浦光的输入方向与信号光的输入方向呈锐角。通过上述方式，可能无法保证所有泵浦光经过反射后都能传输至端口2，牺牲了部分耦合效率。但是，本实施方式将包覆结构的其中一部分表面作为反射面，不需要在包覆结构内部镀膜以形成反射面，降低了插损，也降低了包覆结构的制作难度。
60.下面对图9所示泵浦合束器的制备流程进行介绍。
61.第一步：在多芯光纤的侧面打磨出一个平台，即第三端面303。可选地，可以在第三端面303的内侧镀反射膜。第二步：将多芯光纤的一端用夹具夹住，对另一端进行旋转打磨，在不改变纤芯结构的基础上打磨出一个圆台，以形成耦合区。第三步：对于左右两侧的信号光输入端和合束光输出端，通过熔接机使用非对称熔接的方法熔接，并对熔接处采用点胶的方法将低折射率uv胶涂于周围并固化。对于泵浦光输入处，通过精密电机使第二光纤紧贴于平台对侧的弧面上，并使得泵浦光的输入方向与信号光的输入方向呈锐角，同时将整体结构浸没于低折射率uv胶中并固化以获得稳定的整体结构。
62.图10为本技术实施例中泵浦合束器的第四种结构示意图。如图10所示，区别于上述图9所示的泵浦合束器，本实施例中，包覆结构30上也可以不打磨第三端面303，即包覆结构30的其中一段可以保持圆柱体结构。端口3设置在圆柱体结构的弧面上，从端口3输入的泵浦光经过端口3对侧的弧面反射至端口2。其中，泵浦光的输入方向与信号光的输入方向呈锐角。除了上述区别之外，本实施例与上述图9所示泵浦合束器的制备流程类似，此处不再赘述。应理解，图9所示实施例打磨了反射面，对泵浦光的反射效果更好。图10所示实施例不需要额外打磨反射面，制备流程更简单。
63.结合上述各实施例可知，用于传输信号光的第一光纤被包覆结构包裹，相当于扩大了包覆结构的包层直径，以便于包覆结构输入较大模场的泵浦光。并且，包覆结构的第一端面与第二端面之间包括耦合区，从第一端面到第二端面的方向上该耦合区的纵截面逐渐变小。泵浦光经过耦合区的过程中其模场面积将逐渐被压缩以适配第一光纤，从而实现了较大模场的泵浦光与信号光的耦合，提高了耦合效率，也避免了耦合过程中泵浦光的模场面积突变导致的泵浦光损耗。
64.需要说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种泵浦合束器，其特征在于，包括：包覆结构、第一光纤和第二光纤，所述包覆结构包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一光纤贯穿所述包覆结构并分别从所述第一端口和所述第二端口伸出，所述第一端口设置在所述包覆结构的第一端面上，所述第二端口设置在所述包覆结构的第二端面上，所述第一端面与所述第二端面平行，所述第一端面的面积大于所述第二端面的面积，所述第二光纤与所述第三端口连接，所述第三端口的朝向与所述第一端口的朝向和所述第二端口的朝向都不相同，所述包覆结构的所述第一端面与所述第二端面之间包括耦合区，从所述第一端面到所述第二端面的方向上所述耦合区的纵截面逐渐变小，所述纵截面与第一端面和所述第二端面平行；信号光沿着所述第一光纤从所述第一端口向所述第二端口传输，第一泵浦光沿着所述第二光纤从所述第三端口输入所述包覆结构并经过反射面的反射后朝向所述第二端口传输，所述第二端口用于输出第一泵浦光与信号光耦合的光。2.根据权利要求1所述的泵浦合束器，其特征在于，从所述第三端口输入的第一泵浦光的模场面积大于所述第二端面的面积。3.根据权利要求1或2所述的泵浦合束器，其特征在于，所述第三端口设置在所述包覆结构的第三端面上，所述第三端面与所述第一端面垂直，所述第三端面位于所述第一端面与所述耦合区之间。4.根据权利要求3所述的泵浦合束器，其特征在于，所述泵浦合束器还包括第三光纤，所述包覆结构还包括第四端口，所述第三光纤与所述第四端口连接，所述第四端口设置在所述包覆结构的第四端面上，所述第四端面与所述第三端面平行，所述第四端面位于所述第一端面与所述耦合区之间；第二泵浦光沿着所述第三光纤从所述第四端口输入所述包覆结构并经过所述反射面的反射后朝向所述第二端口传输，所述第二端口具体用于输出第一泵浦光、第二泵浦光与信号光耦合后的光。5.根据权利要求4所述的泵浦合束器，其特征在于，所述反射面包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面用于反射第一泵浦光，所述第二反射面用于反射第二泵浦光。6.根据权利要求1或2所述的泵浦合束器，其特征在于，所述反射面为所述包覆结构的第三端面，所述第三端面与所述第一端面垂直，所述第三端面位于所述第一端面与所述耦合区之间。7.根据权利要求1至6中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述包覆结构的横截面形状由矩形和梯形组成，所述横截面与所述第一端面垂直，所述矩形的其中一条边对应所述第一端面，所述梯形的上底对应所述第二端面，所述矩形的其中一条边的对边为所述梯形的下底。8.根据权利要求7所述的泵浦合束器，其特征在于，所述梯形的侧边与所述第一光纤的夹角为锐角。9.根据权利要求1至8中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述第二端面为圆形，所述第二端面的直径与所述第一光纤的内包层的直径相同。10.根据权利要求1至9中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述第一光纤为多芯光纤。11.根据权利要求1至10中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述第二光纤为多
模光纤。12.根据权利要求1至11中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述包覆结构的材质为玻璃。13.根据权利要求1至12中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述反射面上设置有反射膜。14.根据权利要求1至13中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述信号光的波长大于所述第一泵浦光的波长。15.根据权利要求1至14中任一项所述的泵浦合束器，其特征在于，所述包覆结构通过熔接的方式分别与所述第一光纤和所述第二光纤连接。16.一种掺铒光纤放大器，其特征在于，包括：掺铒光纤、泵浦分束器和如权利要求1至15中任一项所述的泵浦合束器，所述泵浦合束器与所述泵浦分束器通过所述掺铒光纤连接；所述泵浦合束器用于向所述掺铒光纤输出信号光与泵浦光耦合的光，所述耦合的光在所述掺铒光纤中进行放大并传输至所述泵浦分束器，所述泵浦分束器用于滤除泵浦光并输出放大后的信号光。

技术总结
本申请实施例公开了一种泵浦合束器与掺铒光纤放大器，实现了较大模场的泵浦光与信号光的耦合，提高了耦合效率。该泵浦合束器包括包覆结构、第一光纤和第二光纤。第一光纤贯穿包覆结构并分别从第一端口和第二端口伸出。第一端口设置在包覆结构的第一端面上，第二端口设置在包覆结构的第二端面上，第一端面与第二端面平行。第一端面的面积大于第二端面的面积，第二光纤与第三端口连接，第三端口的朝向与第一端口的朝向和第二端口的朝向都不相同。信号光沿着第一光纤从第一端口向第二端口传输。第一泵浦光沿着第二光纤从第三端口输入包覆结构并经过反射面的反射后朝向第二端口传输。第二端口用于输出第一泵浦光与信号光耦合的光。的光。的光。


技术研发人员：赵逸飞 周桂耀 赵楠 甘霖
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13