專(zhuān)利名稱(chēng)：寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，適用于光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。
最近，拉曼光纖放大器的主要研究熱點(diǎn)是提高平坦帶寬。對(duì)于分布式拉曼放大傳輸系統(tǒng)，是采用多波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器陣列作為泵浦源反向泵浦，利用在線(xiàn)傳輸光纖(如非零色散位移光纖)本身作為增益介質(zhì)。為了提高帶寬，美國(guó)TYCO SUBMARINE SYSTEM公司的Kidorf Howard David(US6052219，Widebandwidth Raman amplifier capable of employing pump energy spectrallyoverlapping the signal)和Xiabing Ma(US6151160，Broadband RamanPre-amplifier for wavelength division multiplexed optical communication systems)對(duì)此先后進(jìn)行了研究。前者采用1455nm和1495nm兩個(gè)泵浦源反向泵浦，可以獲得1530-1610nm范圍(C波段和L波段)的信號(hào)放大，后者提出采用多個(gè)分帶結(jié)構(gòu)，每個(gè)分帶可以用摻稀土離子光纖或拉曼效應(yīng)放大所對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)寬帶放大，由于后者在分帶放大之前，還利用了一個(gè)摻鉺光纖放大器或拉曼光纖放大器，其分帶放大的帶寬受它前面的放大器的制約。
隨著用戶(hù)對(duì)帶寬的日益需求，光纖通信正在向著高速率寬帶寬的大容量方向發(fā)展，無(wú)水峰的石英光纖已研制成功(ALLWAVE光纖)，不久將會(huì)投入商用。無(wú)水峰的石英光纖的低損耗帶寬為400nm(1250-1650nm)，覆蓋了第二、第三、第四和第五個(gè)窗口。單通道速率已向40Gb/s邁進(jìn)，而目前的色散補(bǔ)償技術(shù)僅適用于單波帶(S帶，C帶或L帶)的色散補(bǔ)償，不能滿(mǎn)足超寬帶和超高速和超長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊蟆Ｍ瑫r(shí)，目前的拉曼放大器所能實(shí)現(xiàn)的平坦帶寬最大只有120nm，其帶寬還不到全波光纖可利用帶寬的三分之一，色散補(bǔ)償帶寬還不到全波光纖可利用帶寬的六分之一，因此，目前色散補(bǔ)償技術(shù)和光放大技術(shù)仍然不能滿(mǎn)足超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊螅芯繋捀鼘挼某瑢拵Ч饫w放大器和色散補(bǔ)償成為近期密集波分復(fù)用技術(shù)的研究主題。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，包括色散補(bǔ)償光纖、兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列、兩個(gè)泵浦耦合器和兩個(gè)多泵浦耦合器。色散補(bǔ)償光纖在1500-1620nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有較高的負(fù)色散，其色散絕對(duì)值在80-160ps.nm-1.km-1范圍內(nèi)，長(zhǎng)度在1km到5km范圍內(nèi)。同時(shí)，色散補(bǔ)償光纖可以作為集中式拉曼放大的增益介質(zhì)。半導(dǎo)體激光器陣列包括波長(zhǎng)范圍在1400-1500nm之間的3-7個(gè)不同波長(zhǎng)的激光器，用于雙向泵浦色散補(bǔ)償光纖，使輸入信號(hào)既得到色散補(bǔ)償又獲得增益；泵浦耦合器用于將半導(dǎo)體激光器陣列輸出的多波長(zhǎng)激光耦合到色散補(bǔ)償光纖中，多泵浦耦合器用于將半導(dǎo)體激光器陣列輸出的激光耦合到尾纖中。色散補(bǔ)償光纖前接和后接泵浦耦合器，半導(dǎo)體激光器陣列的尾纖接入泵浦耦合器。
由于色散補(bǔ)償光纖在1500-1620nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有較大的負(fù)色散，使用較短的光纖可以補(bǔ)償前一跨距傳輸光纖的色散。同時(shí)，色散補(bǔ)償光纖具有較小的截面積和較高的鍺離子摻雜濃度，因此具有較大的拉曼增益系數(shù)。本發(fā)明采用色散補(bǔ)償光纖，設(shè)計(jì)出具有120nm帶寬拉曼放大和色散補(bǔ)償功能的模塊。該模塊的發(fā)明，使密集波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸容量得到進(jìn)一步提高。
圖2為模塊色散補(bǔ)償后的色散曲線(xiàn)。
圖3為模塊拉曼放大的增益譜。
在

圖1的結(jié)構(gòu)示意圖中，寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，包括色散補(bǔ)償光纖、兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列、兩個(gè)泵浦耦合器和兩個(gè)多泵浦耦合器。色散補(bǔ)償光纖前接和后接泵浦耦合器，兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列的多波長(zhǎng)激光分別通過(guò)多泵浦耦合器耦合到尾纖中，尾纖接入泵浦耦合器。在本實(shí)施例中，色散補(bǔ)償光纖的參數(shù)如表1所示；同時(shí)，色散補(bǔ)償光纖可以作為集中式拉曼放大的增益介質(zhì)。半導(dǎo)體激光器陣列包括3-7個(gè)不同波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器，用于雙向泵浦色散補(bǔ)償光纖，使輸入信號(hào)獲得增益。多泵浦耦合器用于將半導(dǎo)體激光器陣列輸出的激光耦合到尾纖中。所使用的泵浦激光器波長(zhǎng)和功率的優(yōu)化配置見(jiàn)表2。經(jīng)過(guò)計(jì)算得到，模塊色散補(bǔ)償后的色散曲線(xiàn)如圖2所示，模塊的增益譜如圖3所示。由圖可見(jiàn)，拉曼放大和色散補(bǔ)償?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍為1500-1620nm，其平坦帶寬為120nm，其平坦度在2dB以?xún)?nèi)。
表1用于拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊的色散補(bǔ)償光纖參數(shù)

表2用于拉曼放大的泵浦波長(zhǎng)和泵浦功率的配置

權(quán)利要求
1.一種寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，其特征在于包括色散補(bǔ)償光纖、兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列、兩個(gè)泵浦耦合器和兩個(gè)多泵浦耦合器，色散補(bǔ)償光纖前接和后接泵浦耦合器，兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列的多波長(zhǎng)激光分別通過(guò)多泵浦耦合器耦合到尾纖中，尾纖接入泵浦耦合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，其特征在于色散補(bǔ)償光纖在1500-1620nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有較高的負(fù)色散，其色散絕對(duì)值在80-160ps.nm-1.km-1范圍內(nèi)，長(zhǎng)度在1km到5km范圍內(nèi)，可補(bǔ)償前一跨距傳輸光纖的色散，同時(shí)，色散補(bǔ)償光纖可以作為集中式拉曼放大的增益介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，其特征在于半導(dǎo)體激光器陣列包括波長(zhǎng)范圍在1400-1500nm之間的3-7個(gè)不同波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器，雙向泵浦色散補(bǔ)償光纖使輸入信號(hào)獲得增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種寬帶拉曼放大和色散補(bǔ)償模塊，適用于光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。色散補(bǔ)償光纖前接和后接泵浦耦合器，兩個(gè)半導(dǎo)體激光器陣列的多波長(zhǎng)激光分別通過(guò)多泵浦耦合器耦合到尾纖中，尾纖接入泵浦耦合器。色散補(bǔ)償光纖在1500－1620nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有較高的負(fù)色散，可以補(bǔ)償前一跨距傳輸光纖的色散，同時(shí)可作為集中式拉曼放大的增益介質(zhì)，半導(dǎo)體激光器陣列包括波長(zhǎng)范圍在1400－1500nm之間的3－7個(gè)不同波長(zhǎng)的激光器，用于雙向泵浦色散補(bǔ)償光纖，使輸入信號(hào)既得到色散補(bǔ)償又獲得增益。本發(fā)明具有120nm帶寬集中式拉曼放大和色散補(bǔ)償功能的模塊，使密集波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸容量得到進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)G02B6/43GK1403843SQ0213738
公開(kāi)日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2002年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者姜淳, 胡衛(wèi)生, 曾慶濟(jì), 王悅 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)