초록
본 발명은 고출력 협대역 광섬유 레이저를 위한 혼종 광섬유 증폭기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코어 직경이 다른 제1,2능동광섬유를 통해 광원을 증폭시키고 고출력 협대역 광섬유 레이저에서 발생할 수 있는 모드불안정 현상과 유도 브릴루앙 산란 현상을 효과적으로 억제할 수 있는 고출력 협대역 광섬유 레이저를 위한 혼종 광섬유 증폭기에 관한 것으로, 펌프 광원과 신호 광원을 광학적으로 연결하는 광원결합기; 상기 광원결합기와 광학적으로 연결되어 있으며 상기 펌프 광원을 흡수하여 상기 신호 광원을 증폭하는 제1능동광섬유; 상기 제1능동광섬유와 광학적으로 연결되어 있으며 상기 제1능동광섬유에서 흡수하고 남은 상기 펌프 광원을 흡수하여 상기 증폭된 신호 광원을 재차 증폭하는 제2능동광섬유 상기 제2능동광섬유와 광학적으로 연결되어 있으며 남아있는 상기 펌프 광원을 제거하는 광원제거기; 상기 제1능동광섬유와 제2능동광섬유에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 냉각판; 및 상기 광원제거기와 광학적으로 연결되어 있으며 출력 손실을 방지하는 레이저 출력보호기를 포함하여 구성된다.
대표청구항
광섬유 증폭기(100)에 있어서,신호 광원(300)을 증폭시키는데 이용되는 펌프 광원(200)과 증폭시키고자 하는 신호 광원(300)을 광학적으로 연결하는 광원결합기(110);상기 광원결합기(110)와 광학적으로 연결되어 있으며 편광유지 광섬유 또는 무편광 광섬유로 구성되고, 상기 펌프 광원(200)을 흡수하여 상기 신호 광원(300)을 증폭하는 제1능동광섬유(120);상기 제1능동광섬유(120)와 직경이 서로 동일하며 광섬유 단면을 전기아크 또는 필라멘트 또는 레이저를 이용하여 가열 융착하는 융착 접속방법을 통해 광학적으로 연결되어 있으며 편광유지 광섬유 또는 무편광 광섬유로 구성되고, 상기 제1능동광섬유(120)에서 흡수하고 남은 상기 펌프 광원(200)을 흡수하여 상기 증폭된 신호 광원(300)을 재차 증폭하는 제2능동광섬유(130);상기 제2능동광섬유(130)와 광학적으로 연결되어 있으며 남아있는 상기 펌프 광원(200)을 제거하는 광원제거기(140);상기 제1능동광섬유(120)와 제2능동광섬유(130)에서 발생하는 열을 냉각시켜주는 냉각판(150); 및상기 광원제거기(140)와 광학적으로 연결되어 있으며 출력 손실을 방지하는 레이저 출력보호기(160)를 포함하되,상기 제1능동광섬유(120)는,내부에 어븀(Er), 이터븀(Yb) 및 네오디뮴(Nd) 중 어느 하나 이상이 이득매질로 첨가되며 제2코어(131)보다 직경이 작아 모드불안정 현상의 발생을 억제할 수 있는 제1코어(121)를 가지며 상기 제1코어(121)는 제1내부클래드(122)와 제1외부클래드(123)로 코팅되는 것을 특징으로 하되,상기 제1능동광섬유(120)는,상기 냉각판(150)의 위에 상기 펌프 광원(200)에 의해 증폭되는 신호 광원(300)의 세기에 따라 코일 반경이 변화되도록 나선 평판 구조로 코일링 되어 상기 펌프 광원(200)의 세기로 인해 발생하는 발열문제 및 모드불안정 현상을 억제할 수 있는 것을 특징으로 하되,상기 제2능동광섬유(130)는,내부에 상기 제1능동광섬유(120)의 제1코어(121)보다 직경이 넓어 유도 브릴루앙 산란 현상을 억제할 수 있고, 어븀(Er), 이터븀(Yb) 및 네오디뮴(Nd) 중 어느 하나 이상이 이득매질로 첨가되는 제2코어(131)를 가지며 상기 제2코어(131)는 상기 제1내부클래드(122)와 같은 소재의 제2내부클래드(132)와 상기 제1내부클래드(122) 및 제2내부클래드(132)에 비해 굴절률이 작고 상기 제1외부클래드(123)와 같은 소재의 제2외부클래드(133)로 코팅되는 것을 특징으로 하되,상기 제2능동광섬유(130)는,상기 냉각판(150)의 위에 코일링 반경의 축소 및 길이의 다양화를 위해 원통 구조로 코일링 되어 모드불안정 및 유도 브릴루앙 산란 현상을 억제할 수 있고, 상기 제2능동광섬유(130)의 출력단은 상기 냉각판(150)과의 물리적 거리차이에 의해 온도구배가 일어나 유도 브릴루앙 산란 현상을 억제할 수 있는 것을 특징으로 하는 고출력 협대역 광섬유 레이저를 위한 혼종 광섬유 증폭기.
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