專利名稱:摻鉺光纖放大器的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種光通信技術領域中的光纖放大器,特別是一種摻鉺光 纖放大器。
背景技術:
慘鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,簡稱EDFA),是利用摻鉺 光纖(Erbium Doped Fiber,簡稱EDF)作為活性介質(zhì),在泵浦光輸入到摻鉺 光纖EDF中時,將大部分處于基態(tài)的E,抽運到激發(fā)態(tài)上,處于激發(fā)態(tài)的Er3+ 又迅速無輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)上,由于Er"在亞穩(wěn)態(tài)上的平均停留時間為 10ms,因此很容易在亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),此時,信號光子通過 摻鉺光纖EDF,在受激輻射效應作用下產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子,使信 號光子迅速增多,這樣在輸出端就可以得到被不斷放大的光信號。自上個世紀 80年代末至90年代初研制成摻鉺光纖放大器EDFA,并開始應用于1. 55 u m頻 段的光纖通信系統(tǒng)以來,極大地推動了光纖通信技術向全光傳輸方向發(fā)展。目 前摻鉺光纖放大器EDFA是光通信技術領域中技術開發(fā)和商品化成熟度較高的 產(chǎn)品。但是,摻鉺光纖放大器EDFA產(chǎn)生的噪聲會降低光通信系統(tǒng)的性能,尤 其是當光通信系統(tǒng)中若干個摻鉺光纖放大器EDFA級聯(lián)之后,其噪聲疊加會限 制光通信系統(tǒng)的傳輸距離。此外,光通信系統(tǒng)中由摻鉺光纖放大器EDFA所產(chǎn) 生的噪聲使得系統(tǒng)對其它構成部件,例如發(fā)射機、接收機、波分復用器以及光 纖色度色散和偏振模色散的要求被大大提高了,從而增加了系統(tǒng)設計難度和系 統(tǒng)成本。
實用新型內(nèi)容
本實用新型目的在于提供一種具有較高的信噪比,并可以降低整個系統(tǒng)制 作成本的摻鉺光纖放大器。
按照上述目的設計的摻鉺光纖放大器,包括泵浦激光器、波分復用器和摻 餌光纖。其泵浦激光器的輸出端連接波分復用器的第二輸入端。波分復用器的 第一輸入端可以同外界信號輸出端連接。波分復用器的輸出端連接摻館光纖的 輸入端。摻餌光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接。摻館光纖是設置有光 纖光柵的摻餌光纖。這里,同波分復用器第一輸入端連接的外界信號輸出端通
常是上一級光學器件例如光纖的輸出端;同摻餌光纖輸出端連接的外界信號輸 入端通常是下一級光學器件例如光纖的輸入端。
本實用新型的摻鉺光纖放大器,利用在摻餌光纖上寫入光纖光柵的方式, 使光纖放大器的輸出信號被鎖定到輸入信號,亦即利用光纖光柵的相位敏感特 性實現(xiàn)了光信號的鎖相放大。鎖相放大使得信號的增益相對于信號通帶以外的 噪聲獲得了壓倒性的優(yōu)勢,使更多的泵浦能量被轉(zhuǎn)化為信號增益,從而抑制了
EDF中的自發(fā)輻射放大(Amplified Spontaneous Emission,簡稱為ASE),得 到較高的信噪比。
圖面說明
圖1本實用新型摻鉺光纖放大器結(jié)構示意圖。 圖2本實用新型摻鉺光纖放大器中摻鉺光纖結(jié)構示意圖。 圖3被寫入摻鉺光纖中的光纖光柵的透射光普示意圖。 圖4光信號在光纖光柵中的群時延特性示意圖。
具體實施方式
參見
圖1,本實用新型摻鉺光纖放大器結(jié)構。它包括泵浦激光器3、波分 復用器WDM (Wavelength Division Multiplexing,簡稱為WDM) 1和其上寫有 光纖光柵FG (Fiber Grating,簡稱為FG)的摻餌光纖EDF/FG2。其中,泵浦激 光器3可以采用二極管泵浦固體激光器。泵浦激光器3的輸出端連接波分復用 器W函1的第二輸入端。波分復用器WDM1的第一輸入端可以同外界信號輸出端 4連接。這里,同波分復用器WDM1的第一輸入端連接的外界信號輸出端4通常 是上一級光學器件例如光纖的輸出端。波分復用器WDM1的輸出端連接摻餌光 纖EDF/FG2的輸入端。摻餌光纖EDF/FG2的輸出端可以同外界信號輸入端5連 接。這里,同摻餌光纖EDF/FG2輸出端連接的外界信號輸入端5通常是下一級 光學器件例如光纖的輸入端。
參見圖2、 3,在光信號射入摻餌光纖EDF/FG2中的光纖光柵FG時,其波 長如果是在透射譜內(nèi),光纖光柵FG的每個柵格的部分反射作用會使得光波在 被部分來回反射并相干加強后才向前移動,來回反射使光在光纖光柵FG中走 了更長的路程,這樣就相當于減慢了信號光在光纖光柵FG中的傳播速度,增 加了信號光在光纖光柵FG中的停留時間,從而使信號光得到較之通常摻餌光
纖EDF更大的增益。如果入射光的波長不在透射譜內(nèi),就會被光纖光柵FG反 射,并延著入射方向返回。
在透射譜內(nèi)的光信號因為諧振的原因,在通過光纖光柵FG時會具有較大 的群時延,而不在透射譜內(nèi)的光信號則因為沒有諧振效應,只會有較小的群時 延。參見圖4,是光信號在從摻餌光纖EDF/FG2中的光纖光柵FG出射時的群時 延特性。圖中縱坐標T代表信號光從
圖1所示摻佴光纖EDF/FG2中的光纖光柵 FG出射時的群時延,橫坐標A代表信號光的波長。由圖4可見,不同波長的信 號光在光纖光柵FG中的時延特性與其諧振效應有關。當信號光在光纖光柵FG 中形成簡諧共振時,其在光纖光柵FG中的時延最大,這樣處于諧振態(tài)下的信 號光在光纖光柵FG中停留的時間是最長的,從而使得光信號獲得較之通常摻 餌光纖EDF更大的增益。通過適當?shù)墓饫w光柵FG設計,還可同時將放大器對 不同波長信號光的增益調(diào)平。
權利要求1. 摻鉺光纖放大器,包括泵浦激光器、波分復用器和摻餌光纖,所述泵浦激光器的輸出端連接所述波分復用器的第二輸入端,所述波分復用器的第一輸入端可以同外界信號輸出端連接,所述波分復用器的輸出端連接所述摻餌光纖的輸入端,所述摻餌光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接,其特征在于所述摻餌光纖是設置有光纖光柵的摻餌光纖。
專利摘要本實用新型是一種摻鉺光纖放大器,包括泵浦激光器、波分復用器和摻鉺光纖。其泵浦激光器的輸出端連接波分復用器的第二輸入端。波分復用器的第一輸入端可以同外界信號輸出端連接。波分復用器的輸出端連接摻鉺光纖的輸入端。摻鉺光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接。摻鉺光纖是設置有光纖光柵的摻鉺光纖。該光纖放大器具有較高的信噪比。
文檔編號G02F1/39GK201207116SQ20072005594
公開日2009年3月11日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權日2007年8月16日
發(fā)明者澎 王, 趙建國 申請人:珠海保稅區(qū)光聯(lián)通訊技術有限公司