高效拉曼光纖放大器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種高效拉曼光纖放大器，所述高效拉曼光纖放大器包括光纖環(huán)形器、第一分光耦合器、泵浦激光器組、第一光電探測(cè)器、增益平坦分光器、帶通濾波器、波分復(fù)用器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第二分光耦合器、第四光電探測(cè)器及控制器。本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器采用泵浦激光器的輸出光作為光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的光源，集成了光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)，減少了額外使用光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)光源的成本，節(jié)約設(shè)備成本，且使用方便。本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器中使用了光纖環(huán)形器來(lái)代替以往的泵浦信號(hào)合波器，減少了泵浦功率輸出的損耗，減少了光路的主光路插損，顯著增加拉曼光纖放大器的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高效拉曼光纖放大器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種高效拉曼光纖放大器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在光通信領(lǐng)域中，光通信器件產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)密集、勞動(dòng)密集的特點(diǎn)。壓縮成本、提高效率是光通信產(chǎn)業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的必然趨勢(shì)。
[0003]在光通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的各節(jié)點(diǎn)之間用光纖連接。光纖連接頭和光纖線路本身經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)損傷，準(zhǔn)確的判斷出損傷的原因及損傷的位置，對(duì)線路的施工及維護(hù)非常重要。光時(shí)域反射儀通過(guò)對(duì)測(cè)量曲線的分析，了解光纖的均勻性、缺陷、斷裂、接頭耦合等若干性能的儀器，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。目前市面上的光時(shí)域反射儀價(jià)格昂貴，若將光時(shí)域反射探測(cè)集成到光纖拉曼放大器中，則可降低成本且使用方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，實(shí)有必要提供一種高效拉曼光纖放大器，其在有效集成光時(shí)域反射探測(cè)功能的同時(shí)也降低光路的光損耗。
[0005]一種高效拉曼光纖放大器，包括光纖環(huán)形器、第一分光耦合器、泵浦激光器組、第一光電探測(cè)器、增益平坦分光器、帶通濾波器、波分復(fù)用器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第二分光耦合器、第四光電探測(cè)器及控制器。所述光纖環(huán)形器為三端口環(huán)形光纖器，所述光纖環(huán)形器的三個(gè)端口依次連接所述泵浦激光器組、傳輸光纖、所述第一分光耦合器；所述第一分光稱合器的大分光比輸出端與所述增益平坦分光器的輸入端相連，所述第一分光耦合器的小分光比輸出端與所述第一光電探測(cè)器相連；所述增益平坦分光器的輸出端連接所述第二分光耦合器，所述增益平坦分光器的反射端與所述帶通濾波器的輸入端相連；所述帶通濾波器的輸出端與所述第二光電探測(cè)器相連，所述帶通濾波器的反射端與所述波分復(fù)用器的輸入端相連；所述波分復(fù)用器的輸出端與所述第三光電探測(cè)器相連；所述第二分光耦合器的大分光比輸出端作為所述高效拉曼光纖放大器的信號(hào)輸出端，所述第二分光耦合器的小分光比輸出端與所述第四光電探測(cè)器相連；所述第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第四光電探測(cè)器的輸出端均與所述控制單元相連。
[0006]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述增益平坦分光器包括第一準(zhǔn)直器、濾光片、第二準(zhǔn)直器及第三準(zhǔn)直器，信號(hào)光從所述增益平坦分光器的輸入端輸入進(jìn)入所述第一準(zhǔn)直器，經(jīng)過(guò)所述濾波片后，平坦的信號(hào)光經(jīng)過(guò)所述第二準(zhǔn)直器從透射端輸出，剩余的信號(hào)光經(jīng)過(guò)上述第三準(zhǔn)直器從反射端輸出。
[0007]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述帶通濾波器的帶通波長(zhǎng)根據(jù)控制拉曼增益的帶外自發(fā)輻射放大光來(lái)選擇。
[0008]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元對(duì)所述泵浦激光器組進(jìn)行反饋控制。
[0009]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元由微處理器構(gòu)成。
[0010]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述微處理器為FPGA、單片機(jī)、DSP、ARM或以上多個(gè)的組合而成的數(shù)字處理芯片。
[0011]在其中至少一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元中設(shè)有泵浦激光器組控制模塊、拉曼增益控制模塊及光時(shí)域反射探測(cè)分析模塊。
[0012]本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器采用泵浦激光器的輸出光作為光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的光源，集成了光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)，減少了額外使用光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)光源的成本，節(jié)約設(shè)備成本，且使用方便。本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器中使用了光纖環(huán)形器來(lái)代替以往的泵浦信號(hào)合波器，減少了泵浦功率輸出的損耗，減少了光路的主光路插損，顯著增加拉曼光纖放大器的效率。
【【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0013]圖1為采用本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例高效拉曼光纖放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1中的光纖環(huán)形器的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為圖1中的增益平坦分光器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為圖3中的增益平坦分光器的原理示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0017]為更好地理解本實(shí)用新型，以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]如前文所述，為了降低成本以及增加拉曼光纖放大器的效率，本實(shí)用新型提供一種高效拉曼光纖放大器，集成光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)，能夠分析光纖線路本身?yè)p耗特性和結(jié)構(gòu)缺陷引起的光纖損耗的原因、位置的高效率的拉曼光纖放大器(即集成光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的高效拉曼光纖放大器)。
[0019]請(qǐng)結(jié)合參閱圖1和圖2，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的高效拉曼光纖放大器包括光纖環(huán)形器2、第一分光耦合器3、泵浦激光器組4、第一光電探測(cè)器5、增益平坦分光器6、帶通濾波器7、波分復(fù)用器8、第二光電探測(cè)器9、第三光電探測(cè)器10、第二分光耦合器11、第四光電探測(cè)器12及控制器13。
[0020]光纖環(huán)形器2為三端口環(huán)形光纖器，其三個(gè)端口①、②、③依次連接泵浦激光器組
4、傳輸光纖1、第一分光稱合器3。具體而言,泵浦激光器組4輸出端與光纖環(huán)形器2的端口①相連。光纖環(huán)形器的端口②與線路的傳輸光纖I相連，光纖環(huán)形器2的端口③與第一分光稱合器3的輸入端相連。
[0021]第一分光稱合器3的大分光比輸出端與增益平坦分光器6的輸入端相連,第一分光率禹合器3的小分光比輸出端與第一光電探測(cè)器5相連。
[0022]增益平坦分光器6的輸出端連接第二分光耦合器11，增益平坦分光器6的反射端與帶通濾波器7的輸入端相連。
[0023]帶通濾波器7的輸出端與第二光電探測(cè)器9相連，帶通濾波器7的反射端與波分復(fù)用器8的輸入端相連。
[0024]波分復(fù)用器8的輸出端與第三光電探測(cè)器10相連。
[0025]第二分光I禹合器11的大分光比輸出端作為信號(hào)輸出端，第二分光I禹合器11的小分光比輸出端與第四光電探測(cè)器12相連。
[0026]第一光電探測(cè)器5、第二光電探測(cè)器9、第三光電探測(cè)器10、第四光電探測(cè)器12的輸出端都與控制單元13相連?？刂茊卧?3對(duì)泵浦激光器組4做出反饋控制。
[0027]請(qǐng)結(jié)合參閱圖3和圖4，增益平坦分光器6包括第一準(zhǔn)直器61、濾光片62、第二準(zhǔn)直器63及第三準(zhǔn)直器64。信號(hào)光從輸入端輸入進(jìn)入第一準(zhǔn)直器61,經(jīng)過(guò)過(guò)濾波片62濾波后，平坦的信號(hào)光經(jīng)過(guò)第二準(zhǔn)直器63后從透射端輸出(即圖4中的被平坦的B部分)，剩余的信號(hào)光經(jīng)過(guò)第三準(zhǔn)直器64后從反射端輸出(即圖4中的A、C部分和B中剩余的一部分)。
[0028]上述高效拉曼光纖放大器采用泵浦激光器組4作為拉曼光纖放大器的核心器件，其輸出功率的大小直接影響拉曼光纖放大器的增益的大小，降低泵浦輸出的損耗、減少拉曼光纖放大器的輸出損耗是提高拉曼光纖放大器增益效率的有效方法。上述高效拉曼光纖放大器以泵浦光同時(shí)作為光時(shí)域反射探測(cè)的信號(hào)光與拉曼增益放大的泵浦光，在拉曼光纖放大器中引入了光纖環(huán)形器3與增益平坦分光器4等器件，優(yōu)化了拉曼光纖放大器的光路結(jié)構(gòu)，有效的集成了光時(shí)域反射探測(cè)功能及降低了泵浦和光路信號(hào)光損耗，顯著提高了拉曼光纖放大器的增益效率。
[0029]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)光時(shí)域反射探測(cè)的過(guò)程如下:通過(guò)控制單元13控制泵浦激光器組4發(fā)射一個(gè)固定功率的泵浦波長(zhǎng)輸出光，輸出光經(jīng)過(guò)光纖環(huán)形器2輸出至第一分光I禹合器3。第一分光I禹合器3的大分光比輸出至增益平坦分光器6,第一分光I禹合器3的小分光比輸出至第一光電探測(cè)器5。增益平坦分光器6的輸出端連接第二分光稱合器11，增益平坦分光器6的反射端與帶通濾波器7的輸入端相連。帶通濾波器7的輸出端與第二光電探測(cè)器9相連，帶通濾波器7的反射端與波分復(fù)用器8的輸入端相連。波分復(fù)用器8的輸出端與第三光電探測(cè)器?ο相連 。第二分光I禹合器Ii的大分光比輸出端作為信號(hào)輸出端，第二分光率禹合器11的小分光比輸出端與第四光電探測(cè)器12相連。通過(guò)第三光電探測(cè)器10探測(cè)返回的泵浦波長(zhǎng)反射光功率，第三光電探測(cè)器10將探測(cè)到的反射光功率傳遞給控制單元13，經(jīng)控制單元13據(jù)此分析線路中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷的原因及位置。
[0030]在上述高效拉曼光纖放大器中，帶通濾波器7的帶通波長(zhǎng)根據(jù)控制拉曼增益的帶外自發(fā)輻射放大光的具體選擇。
[0031]在上述高效拉曼光纖放大器中，波分復(fù)用器8將用于光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的波長(zhǎng)與其它波長(zhǎng)的光分開(kāi)，還可以選擇用于光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的波長(zhǎng)的帶通濾波器。
[0032]在上述高效拉曼光纖放大器中，控制單元13是由微處理器構(gòu)成，輸出的微處理器可以選用數(shù)字處理芯片，如FPGA、單片機(jī)、DSP、ARM等或以上多個(gè)的組合?？刂茊卧?3中設(shè)置有泵浦激光器組控制模塊、拉曼增益控制模塊及光時(shí)域反射探測(cè)分析模塊。
[0033]本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)瑞利散射和菲涅爾反射光的準(zhǔn)確探測(cè)，在線路中出現(xiàn)因結(jié)構(gòu)缺陷引起的光纖損耗時(shí)，能夠根據(jù)對(duì)反射光進(jìn)行分析并準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)損耗的原因及位置的高效率的寬譜拉曼光纖放大器。
[0034]與現(xiàn)有的拉曼光纖放大器相比，本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器具有以下優(yōu)占-
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[0035](I)本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器用泵浦激光器的輸出光作為光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)的光源，集成了光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)，減少了額外使用光時(shí)域反射探測(cè)技術(shù)光源的成本，節(jié)約設(shè)備成本，且使用方便；
[0036](2)本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器中使用了光纖環(huán)形器來(lái)代替以往的泵浦信號(hào)合波器，減少了泵浦功率輸出的損耗，減少了光路的主光路插損，顯著增加拉曼光纖放大器的效率；
[0037](3)本實(shí)用新型的高效拉曼光纖放大器中使用了增益平坦分光器，將分離控制拉曼增益的帶外自發(fā)輻射放大光的帶通濾波器放在光路的支路上，減少了主光路的信號(hào)光插損，即同等條件下能提高拉曼放大器的增益。
[0038]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述高效拉曼光纖放大器包括光纖環(huán)形器、第一分光耦合器、泵浦激光器組、第一光電探測(cè)器、增益平坦分光器、帶通濾波器、波分復(fù)用器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第二分光耦合器、第四光電探測(cè)器及控制器； 所述光纖環(huán)形器為三端口環(huán)形光纖器，所述光纖環(huán)形器的三個(gè)端口依次連接所述泵浦激光器組、傳輸光纖、所述第一分光稱合器； 所述第一分光稱合器的大分光比輸出端與所述增益平坦分光器的輸入端相連，所述第一分光稱合器的小分光比輸出端與所述第一光電探測(cè)器相連； 所述增益平坦分光器的輸出端連接所述第二分光耦合器，所述增益平坦分光器的反射端與所述帶通濾波器的輸入端相連； 所述帶通濾波器的輸出端與所述第二光電探測(cè)器相連，所述帶通濾波器的反射端與所述波分復(fù)用器的輸入端相連； 所述波分復(fù)用器的輸出端與所述第三光電探測(cè)器相連； 所述第二分光耦合器的大分光比輸出端作為所述高效拉曼光纖放大器的信號(hào)輸出端，所述第二分光耦合器的小分光比輸出端與所述第四光電探測(cè)器相連； 所述第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第四光電探測(cè)器的輸出端均與所述控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述增益平坦分光器包括第一準(zhǔn)直器、濾光片、第二準(zhǔn)直器及第三準(zhǔn)直器，信號(hào)光從所述增益平坦分光器的輸入端輸入進(jìn)入所述第一準(zhǔn)直器，經(jīng)過(guò)所述濾波片后，平坦的信號(hào)光經(jīng)過(guò)所述第二準(zhǔn)直器從透射端輸出，剩余的信號(hào)光經(jīng)過(guò)上述第三準(zhǔn)直器從反射端輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述帶通濾波器的帶通波長(zhǎng)根據(jù)控制拉曼增益的帶外自發(fā)輻射放大光來(lái)選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述控制單元對(duì)所述泵浦激光器組進(jìn)行反饋控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述控制單元由微處理器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述微處理器為FPGA、單片機(jī)、DSP、ARM或以上多個(gè)的組合而成的數(shù)字處理芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要4所述的高效拉曼光纖放大器，其特征在于:所述控制單元中設(shè)有泵浦激光器組控制模塊、拉曼增益控制模塊及光時(shí)域反射探測(cè)分析模塊。
【文檔編號(hào)】G02F1/39GK203859384SQ201420170881
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】何文平, 卜勤練, 王錕, 馬延峰 申請(qǐng)人:武漢光迅科技股份有限公司