本發(fā)明涉及分時(shí)復(fù)用光纖喇曼放大器，具體涉及一種利用FPGA高速控制分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)外目前對(duì)分布式光纖喇曼放大器（FRA）的增益平坦的研究主要集中在多抽運(yùn)源同時(shí)抽運(yùn)的方案上，通過多個(gè)具有不同波長(zhǎng)的抽運(yùn)源不同的輸出功率同時(shí)抽運(yùn)實(shí)現(xiàn)分布式光纖喇曼放大器的增益平坦。這種方法的缺點(diǎn)是抽運(yùn)光波長(zhǎng)和輸出功率的優(yōu)化配置方法復(fù)雜，多個(gè)抽運(yùn)源之間的相互作用導(dǎo)致非線性效應(yīng)和噪聲較大，且成本高。

近年來出現(xiàn)了分時(shí)復(fù)用（TDM）光纖喇曼放大器方案，其中一個(gè)方案是通過掃描控制（sweep control）可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)分時(shí)復(fù)用光纖喇曼放大器，其他方案只是分析光信號(hào)的放大特點(diǎn)，沒有具體實(shí)施方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種FPGA分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種FPGA分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器，其包括第一隔離器、增益光纖、抽運(yùn)光合波器、第二隔離器、抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器、FPGA及 MCU控制器、分束器、合波器；輸入信號(hào)光經(jīng)過第一隔離器后耦合到增益光纖；抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器經(jīng)過FPGA及 MCU控制器控制，分時(shí)輸出抽運(yùn)光，抽運(yùn)光經(jīng)抽運(yùn)光合波器后，反向到增益光纖，信號(hào)經(jīng)放大后，再經(jīng)第二隔離器和分束器后一路作為輸出，分束器另一路光反饋FPGA及 MCU控制器以控制抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器的抽運(yùn)光輸出；通過FPGA及 MCU控制器控制多個(gè)抽運(yùn)源的抽運(yùn)光分時(shí)輸出，實(shí)現(xiàn)光纖喇曼放大器。

進(jìn)一步地，含有多個(gè)喇曼抽運(yùn)源即多個(gè)所述半導(dǎo)體激光器，各個(gè)喇曼抽運(yùn)源波長(zhǎng)不同，波長(zhǎng)為1420nm和1490nm，各個(gè)喇曼抽運(yùn)源均含光纖布拉格光柵，輸出功率不同。

進(jìn)一步地，輸入信號(hào)光的波長(zhǎng)是1550nm。

根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FPGA分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器，其特征在于，F(xiàn)PGA及 MCU控制器控制多個(gè)喇曼抽運(yùn)源，實(shí)現(xiàn)喇曼放大器的增益平坦。進(jìn)一步地，通過FPGA及 MCU控制器控制多個(gè)喇曼抽運(yùn)源，實(shí)現(xiàn)喇曼放大器的增益平坦。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

（1）本發(fā)明通過FPGA高速微控制實(shí)現(xiàn)多路抽運(yùn)光輸出控制。

（2）本發(fā)明通過FPGA高速控制不同的半導(dǎo)體激光器分時(shí)輸出，使不同的半導(dǎo)體激光器輸出互相沒有相互作用，從而避免了不同的半導(dǎo)體激光器輸出相互作用致使出現(xiàn)非線性效應(yīng)，導(dǎo)致光纖喇曼放大器性能劣化的可能。

（3）本發(fā)明通過FPGA高速控制多路半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)輸出，實(shí)現(xiàn)光纖喇曼放大器增益平坦。

附圖說明

圖1 是實(shí)例中一種FPGA分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器的原理框圖。

圖2為實(shí)例中多個(gè)喇曼抽運(yùn)光喇曼增益譜。

圖3為實(shí)例中輸出信號(hào)波形。

圖中：1. 輸入信號(hào)，2. 隔離器，3. 增益光纖，4. 抽運(yùn)光合波器，5. 隔離器，6. 分束器，7. 信號(hào)輸出，8. FPGA高速微控制器，9~12. 半導(dǎo)體激光器，13. 合波器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)不限于此。需指出的是，以下若有未特別詳細(xì)說明之過程，均是本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

如圖1，一種FPGA分時(shí)復(fù)用抽運(yùn)方式的光纖喇曼放大器，其包括第一隔離器2、增益光纖3、抽運(yùn)光合波器4、第二隔離器5、抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器（9~12）、FPGA及 MCU（微控制器）控制器8、分束器6、合波器13；輸入信號(hào)光經(jīng)過第一隔離器2后耦合到增益光纖3；多個(gè)抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器9 – 12經(jīng)過FPGA及 MCU控制器8控制，分時(shí)輸出抽運(yùn)光，抽運(yùn)光經(jīng)抽運(yùn)光合波器4后，反向到增益光纖3，信號(hào)經(jīng)放大后，再經(jīng)第二隔離器5和分束器6后一路作為輸出，分束器6另一路光反饋FPGA及 MCU控制器8以控制抽運(yùn)源即半導(dǎo)體激光器（9 ~12）的抽運(yùn)光輸出；通過FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）及 MCU控制器控制多個(gè)抽運(yùn)源的抽運(yùn)光分時(shí)輸出，實(shí)現(xiàn)光纖喇曼放大器。

實(shí)施例：

選取多個(gè)喇曼抽運(yùn)光波長(zhǎng)分別為1420nm，1444nm，1477nm，1490nm，它們的喇曼增益譜為圖2。

經(jīng)過FPGA及 MCU（微控制器）控制器分時(shí)輸出控制喇曼抽運(yùn)源9-12（包括占空比以及功率組合），使得信號(hào)輸出7可以得到C波段15dB開關(guān)增益，且增益起伏小于0.8dB，如圖3所示。

如上可見，本發(fā)明可以通過FPGA高速微控制實(shí)現(xiàn)多路抽運(yùn)光輸出控制。通過FPGA高速控制不同的半導(dǎo)體激光器分時(shí)輸出，使不同的半導(dǎo)體激光器輸出互相沒有相互作用，從而避免了不同的半導(dǎo)體激光器輸出相互作用致使出現(xiàn)非線性效應(yīng)，導(dǎo)致光纖喇曼放大器性能劣化的可能。本發(fā)明通過FPGA高速控制多路半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)輸出，實(shí)現(xiàn)光纖喇曼放大器增益平坦。