專利名稱：抑制光放大器中q－開關(guān)脈沖的器件和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種包含常規(guī)四端口波分復(fù)用(WDM)耦合器的多波長(zhǎng)雙向光放大器，尤其涉及一種改進(jìn)的四端口WDM耦合器和一種用于抑制因器件光路反射點(diǎn)而在器件內(nèi)形成的增益腔中的Q-開關(guān)的方法。
近年來，因諸如摻鉺光纖放大器(EDFA)等全光放大器的發(fā)展和推廣，已使光信號(hào)傳輸系統(tǒng)有了飛速的進(jìn)步。盡管使用這類放大器可使放大器之間的傳輸間隔增大，但也提出了對(duì)較寬帶寬和較高數(shù)據(jù)率、雙向信號(hào)傳輸、系統(tǒng)部件較少，以及系統(tǒng)效率較高的要求。美國(guó)專利第5,452,124號(hào)揭示了一例解決這些問題的系統(tǒng)，其整體內(nèi)容通過引用包括在此。第’124號(hào)專利揭示了一種包括四端口分色(波分復(fù)用)濾光器和單個(gè)摻鉺光纖放大器的裝置，形成了雙波長(zhǎng)雙向(單光纖)光放大器模塊。

圖1示出了一個(gè)四端口WDM濾光器1105，其工作情況在第’124號(hào)專利中有全面的描述。概括來說，如圖2所示，輸入端口1的信號(hào)λ1經(jīng)多層介電濾光器反射被引導(dǎo)到端口3。信號(hào)λ1穿過光纖鏈路1110，經(jīng)EDFA401放大后被進(jìn)一步傳送到四端口WDM的端口4，在端口4，多層介電濾光器再次將信號(hào)反射至端口2，以便沿光纖103傳輸。另一波長(zhǎng)不同的信號(hào)λ2沿λ1的相反方向傳播，該信號(hào)從端口2入射四端口WDM，透過多層介電濾光器透射到端口3。隨后，沿與λ1相同的光路經(jīng)鏈路1110通過EDFA并在端口4入射WDM，在端口4，信號(hào)λ2透過多層介電濾光器透射到端口1，并按相反于λ1的方向沿傳輸光纖103輸出。因此，這類器件至少允許兩個(gè)沿相反方向傳播的不同信號(hào)的信道沿單根光纖傳輸，并用單個(gè)放大器將信號(hào)放大，其優(yōu)勢(shì)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
諸如第’124號(hào)專利中揭示的四端口WDM濾光器的技術(shù)限制特性是，例如對(duì)于沿λ1光路傳播的某些波長(zhǎng)的光，分色濾光器將起3dB耦合器的作用，即不是反射輸入端口1的光的大體部分，而是將在端口1輸入耦合器的波長(zhǎng)在下文中稱為第一3dB交叉波長(zhǎng)(crossover wavelength)的光分離，致使一半光被反射至端口3，而另一半光透過介電濾光器到達(dá)端口4，并從端口4輸出WDM。同樣，存在第二3dB交叉波長(zhǎng)(λ3db2)的信號(hào)，其沿λ2的光路傳播，對(duì)于該信號(hào)，WDM濾光器不是如對(duì)λ2所做的使所有的光大體上透過器件，而是反射一半入射光。產(chǎn)生該現(xiàn)象是因?yàn)榉稚珵V光器的濾光響應(yīng)(filter response)不是很陡的階躍函數(shù)，它要求有限的頻譜寬度為幾個(gè)納米，以便分別對(duì)不同的波長(zhǎng)進(jìn)行反射和透射。圖3示出了濾光器對(duì)不同波長(zhǎng)光反射和透射的情況。例如如果出入包含四端口WDM之裝置的光路具有一個(gè)諸如光纖尾纖連接器的反射點(diǎn)，并且尾纖與傳輸光纖斷開(大約產(chǎn)生14dB反射)，那么經(jīng)尾纖連接器反射的3dB交叉光將重新進(jìn)入WDM并沿其來時(shí)的相同光路透射。即使裝置與傳輸光纖斷開以致于裝置的放大部分沒有任何波長(zhǎng)信號(hào)需要放大，但泵源依舊在提供泵激能量，使EDFA中的鉺離子充分反轉(zhuǎn)，從而激發(fā)出強(qiáng)度足夠大持續(xù)時(shí)間足夠短的Q-開關(guān)脈沖，損耗光路中的其它元件。這里所稱的Q-開關(guān)是指高度反轉(zhuǎn)的增益媒質(zhì)發(fā)光所產(chǎn)生的光脈沖。因此，即便是裝置中的單個(gè)反射點(diǎn)也能形成增益循環(huán)或腔體，致使存在泵功率時(shí)，將反射經(jīng)放大的3dB交叉波長(zhǎng)的光，并使其沿輸入光路返回。引進(jìn)這種反射將引起可能損壞光路元件的Q-開關(guān)脈沖。根據(jù)所述說明，需要抑制或消除會(huì)引起激光發(fā)射的光源，尤其是在光信號(hào)放大器光路中形成的增益腔內(nèi)Q-開關(guān)脈沖。
因此，本發(fā)明旨在一種能夠提供這些特征的設(shè)備和方法。為了避免在裝置中所形成的腔體內(nèi)激發(fā)3dB波長(zhǎng)的激光，本發(fā)明的實(shí)施例描述了一種可以抑制與WDM分色濾光器相關(guān)的各3dB交叉波長(zhǎng)之透射和/或反射的裝置和方法。
本發(fā)明還提供了一種改進(jìn)的四端口WDM，該器件特別適于在光信號(hào)放大器或包含應(yīng)用四端口WDM的光信號(hào)放大器的光通信傳輸系統(tǒng)中使用，用于抑制這類器件中的Q-開關(guān)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)容易在發(fā)生以下情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，例如由斷開的尾纖所形成的反射源在光信號(hào)放大器內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)或腔體，其可能對(duì)腔內(nèi)傳輸?shù)墓馓峁┰鲆娌a(chǎn)生損壞光學(xué)系統(tǒng)元件的Q-開關(guān)脈沖。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種四端口波分復(fù)用器，該器件包括一分色濾光器，濾光器將輸入器件的的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于第一波長(zhǎng)頻帶的器件輸出端，并將輸入器件的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于第二波長(zhǎng)頻帶的器件輸出端，其中濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分。所述四端口WDM器件還包括另外的第一分色濾光器，第一分色濾光器的濾光函數(shù)是為第一或第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上足以使第一3dB波長(zhǎng)的所有的光反射或基本上使第二3dB波長(zhǎng)的所有的光透射，從而消除可能在該器件光路中所形成的腔體內(nèi)發(fā)出激光的光源。
在該實(shí)施例的一個(gè)方面，器件還包括另外的第二分色濾光器，第二分色濾光器的濾光函數(shù)不同于WDM中濾光器和另外的第一分色濾光器的濾光函數(shù)，為另外的第一濾光器沒有抑制的第一或第二3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使3dB波長(zhǎng)的所有的光反射或透射。
在這些實(shí)施例的一個(gè)方面，另外的第一和第二分色濾光器是陷波濾光器。
本發(fā)明的另一實(shí)施例描述了一種多波長(zhǎng)雙向光信號(hào)放大器，該放大器包括EDFA，用于將輸入EDFA的通信信號(hào)放大；第一光纖鏈路，其一端與EDFA的輸入端耦連；第二光纖鏈路，其一端與EDFA的輸出端耦連；以及四端口WDM，它包括一分色濾光器，該濾光器將輸入WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于第一波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，并將輸入WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于第二波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，其中濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，所述WDM還包括另外的第一分色濾光器，第一分色濾光器的濾光函數(shù)不同于WDM中濾光器的濾光函數(shù)，為第一或第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上足以使第一3dB波長(zhǎng)的所有的光反射，或者基本上足以使第二3dB波長(zhǎng)的所有的光透射，另外的第一濾光器位于WDM本身內(nèi)，或者位于與WDM和EDFA相連的光路中。
在本實(shí)施例的一個(gè)方面，器件還包括另外的第二分色濾光器，第二濾光器的濾光函數(shù)不同于WDM中濾光器和另外的第一濾光器的濾光函數(shù)，為另外的第一濾光器沒有抑制的第一或第二3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，并且基本上分別足以使第一或第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射或透射，另外的第二濾光器位于WDM本身內(nèi)，或者位于與WDM和EDFA相連的光路中。
本發(fā)明的另一實(shí)施例描述了一種通信發(fā)射/接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含諸如上述的多波長(zhǎng)雙向光信號(hào)放大器，放大器中包括這里所揭示的改進(jìn)的四端口WDM。
本發(fā)明的另一實(shí)施例描述了一種單光纖多波長(zhǎng)雙向光放大器，該放大器包含兩個(gè)四端口WDM，除了一般位于四端口WDM內(nèi)的濾光器之外，每個(gè)WDM還具有與其相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)分色濾光器，它們提供增大的插入損耗，如上所述足以抑制不希望有的3dB的光，不讓其通過系統(tǒng)傳播并在器件光路中所形成的腔體內(nèi)放大。
在每個(gè)實(shí)施例中，其余的分色濾光器一般是多層光學(xué)干涉的濾光器，由于它們對(duì)某些波長(zhǎng)的光進(jìn)行反射并使另一些波長(zhǎng)的光透射，并通過透鏡將光引導(dǎo)到器件的輸入和輸出端，所用濾光器本身起四端口耦合器的作用。
本發(fā)明還打算提供一種用于抑制多波長(zhǎng)雙向光放大器中的增益腔內(nèi)發(fā)出激光的方法，其中光放大器包括一四端口WDM，增益腔是由器件光路中的反射點(diǎn)或包含該器件系統(tǒng)所形成的，該方法包括提供一個(gè)或多個(gè)分色濾光器，濾光器具有各自不同的濾光函數(shù)，用于抑制這里稱為被反射和被透射的3dB波長(zhǎng)的光，致使腔體損耗大于腔體在3dB波長(zhǎng)處的增益。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中敘述，并且部分可以從描述中看出，或者通過實(shí)施本發(fā)明學(xué)習(xí)到。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可用這里寫下的說明書和權(quán)利要求書以及附圖中指出的設(shè)備和方法來實(shí)現(xiàn)和獲得。
可以理解，以上的一般描述和以下的詳細(xì)描述是例舉性的，并試圖按權(quán)利要求的那樣對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
附圖被包括用來幫助理解本發(fā)明，并且包括在此作為本申請(qǐng)文件的一部分，圖示本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起解釋本發(fā)明的原理。
圖1是一方框圖，示出了現(xiàn)有技術(shù)的光纖通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)包含EDFA和四端口WDM的放大器模塊；圖2是圖1所示系統(tǒng)中放大器模塊的放大的方框圖。
圖3簡(jiǎn)要示出了常規(guī)WDM介電濾光器的反射和透射特征曲線，以及3dB波長(zhǎng)；圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的方框圖，它類似于圖2，示出了當(dāng)尾纖與傳輸光纖斷開時(shí)表示潛在反射點(diǎn)的光纖尾纖和光纖尾纖連接器；圖5是一流程圖，示出了當(dāng)器件內(nèi)形成增益腔時(shí)兩例3db波長(zhǎng)經(jīng)過器件所走的光路；圖6示出了兩例濾光器F1、F2的濾光器反射函數(shù)，它們?cè)陬l譜的藍(lán)色部分具有較低的插入損耗(高反射)，在頻譜的紅色部分具有較高的插入損耗(低透射)，其中每個(gè)濾光器具有不同的3dB濾光點(diǎn)。還示出了相應(yīng)的透射曲線，指出在頻譜的藍(lán)色部分具有較高的透射插入損耗，而在兩個(gè)濾光器的3dB波長(zhǎng)之間具有較高的透射率；
圖7示出了一代表性的透射頻譜以及兩腔體的優(yōu)值(FOM)曲線，表示對(duì)于強(qiáng)(-8dB)反射，該插入損耗不足以防止腔體內(nèi)產(chǎn)生激光，但對(duì)于弱(-14dB)反射，可以得到適當(dāng)?shù)囊种疲粓D8示出了本發(fā)明使用單個(gè)附加濾光器的實(shí)施例；圖9示出了本發(fā)明使用兩個(gè)附加濾光器的實(shí)施例；圖10示出了本發(fā)明用兩個(gè)四端口WDM濾光器抑制不希望有的3dB光的實(shí)施例；圖11是本發(fā)明的又一實(shí)施例，其濾光器為陷波濾光器。
現(xiàn)將詳細(xì)介紹附圖中例示的本發(fā)明較佳實(shí)施例。圖1示出了一個(gè)包含單光纖多波長(zhǎng)雙向放大器模塊的光纖通信系統(tǒng)，其中放大器模塊包括一個(gè)四端口WDM濾光器1105、東側(cè)和西側(cè)光纖鏈路1110E和1110W，以及EDFA401。在位置A處，WDM203將兩種波長(zhǎng)的光(λ1和λ2)合并到單根傳輸光纖103上。位置A處的發(fā)射機(jī)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光(例如紅光)。位置A處的接收機(jī)接收來自位置B的波長(zhǎng)為λ2的光(例如藍(lán)光)。因此，光信號(hào)λ1沿光纖103從位置A傳輸至位置B(由西向東傳輸)，而光信號(hào)λ2沿光纖103按由東向西方向從位置B傳輸至位置A。
放大器模塊1100內(nèi)包含一個(gè)四端口WDM濾光器1105。端口1與西側(cè)的光纖長(zhǎng)度103相連，端口2與東側(cè)的光纖長(zhǎng)度103相連，端口3通過西側(cè)的光纖鏈路1110W接至EDFA401的輸入端，而端口4通過東側(cè)的光纖鏈路1110E接至EDFA401的輸出端。位置A處101的WDM濾光器203是被設(shè)計(jì)用來通過中心波長(zhǎng)λ2的分色濾光器。位置B處102的WDM濾光器201也是分色濾光器，但它被設(shè)計(jì)用來通過中心波長(zhǎng)λ1。放大器模塊的WDM濾光器1105可以由附加了額外(第四)端口的WDM濾光器201或203構(gòu)成。
參照?qǐng)D2可以理解四端口WDM濾光器1105的功能。來自位置A的西側(cè)光纖長(zhǎng)度103接至端口11200。來自位置B的東側(cè)光纖長(zhǎng)度103接至端口21205。在圖示的裝置中，指定WDM濾光器1105(即多層介電襯底305)可使波長(zhǎng)λ2通過。這意味著波長(zhǎng)為λ2的信號(hào)將通過WDM濾光器1105(從端口2至端口3，以及從端口4至端口1)，而其它波長(zhǎng)的信號(hào)則被反射。沿西側(cè)光纖103傳入端口11200的波長(zhǎng)為λ1的光，經(jīng)西側(cè)透鏡310聚焦到濾光器襯底上后，被濾光器反射到端口31210(提醒注意，只有波長(zhǎng)為λ2的光將通過濾光器)。用類似的方式，沿東側(cè)光纖103傳入端口21205的波長(zhǎng)為λ2的光，經(jīng)東側(cè)透鏡310聚焦到濾光器襯底上后，穿過濾光器，被西側(cè)透鏡310再次準(zhǔn)直，然后聚集在端口31210處。因此，端口31210接收到波長(zhǎng)為λ1和λ2的光。離開端口3的光經(jīng)光纖鏈路1110W發(fā)送至EDFA401的輸入端。用該方法，從位置A傳播至位置B的光以及從位置B沿相反方向傳播至位置A的光皆單向穿過EDFA401。
放大后，波長(zhǎng)為λ1和λ2的光從放大器401輸出，并發(fā)送至端口41215，在端口4，東側(cè)透鏡310將光聚焦到濾光器的襯底305上。波長(zhǎng)為λ1的光經(jīng)東側(cè)透鏡反射回端口21205，并從該端口輸出濾光器，按其路徑到達(dá)位置B。波長(zhǎng)為λ2的光穿過襯底，并由西側(cè)透鏡310聚焦到端口11200內(nèi)，然后從端口1輸出濾光器，按其路徑到達(dá)位置A。
四端口WDM濾光器1105提供了一種為雙向輸入信號(hào)正確選擇路由的裝置，致使這些信號(hào)單向穿過單個(gè)放大器，然后沿其正確的傳輸方向傳輸。
四端口WDM中所用的分色濾光器的特點(diǎn)是用一般基本上將所有輸入光反射并/或傳輸至WDM某一特定端口的多層介電襯底傳輸和/或反射某些波長(zhǎng)的光。圖3簡(jiǎn)單示出了一般分色濾光器的實(shí)際(相對(duì)理想而言)透射和反射特性。不同波長(zhǎng)的反射至透射的轉(zhuǎn)變(反之亦然)不會(huì)出現(xiàn)在單個(gè)離散的波長(zhǎng)上，而是發(fā)生在大約3-20納米的波長(zhǎng)盲區(qū)內(nèi)。波長(zhǎng)λ3dB1(例如這里為1549納米)與反射曲線上傳輸一半和反射一半光強(qiáng)(3dB)的3dB轉(zhuǎn)變點(diǎn)相關(guān)。同樣，第二波長(zhǎng)λ3dB2(例如這里為1564納米)與傳輸曲線上傳輸一半和反射一半光強(qiáng)(3dB)的3dB轉(zhuǎn)變點(diǎn)相關(guān)。參照?qǐng)D2，第一3dB交叉波長(zhǎng)λ3dB1按λ1的方向沿光纖103傳播至端口1。不同于理想情況下多層介電濾光器將所有λ3dB1反射至端口3，多層介電濾光器將把λ3dB1射入端口1的一半反射至端口3，而將另一半透射至端口4，并在端口4出射，沿東側(cè)光纖鏈路1110E傳播。按類似的方式，第二3dB交叉波長(zhǎng)λ3dB2從端口2入射到WDM上。多層介電濾光器將入射端口2的波長(zhǎng)為λ3dB2的光的一半透射至端口3，而將輸入端口2的波長(zhǎng)為λ3dB2的另一半反射至端口4，并從WDM出射，沿東側(cè)光纖鏈路1110E傳播。
如圖4所示，一般由尾纖連接器20E和20W將放大器模塊1100與傳輸光纖103相連，成為分別離開端口1和2的光纖。當(dāng)斷路時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)的尾纖連接器一般具有大約14dB的反射率。即使沒有傳輸信號(hào)，EDFA也將在存在抽運(yùn)信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生寬頻譜ASE。由于ASE頻譜包括波長(zhǎng)為λ3dB1和λ3dB2的光，例如波長(zhǎng)為λ3dB1的光將沿東側(cè)光纖鏈路1110E傳播并輸入WDM濾光器的端口4。由于對(duì)于λ3dB1為1549納米的3dB交叉波長(zhǎng)光來說，多層介電襯底305起3dB耦合器的作用，所以該襯底不是將所有光基本上都反射到端口2，而是只將λ3dB1的一半反射到端口2，并由此傳播到東側(cè)尾纖連接器20E。連接器20E將λ3dB1的光反射回端口2，然后一半光通過多層介電襯底透射至端口3，經(jīng)EDFA401最終到達(dá)端口1，在端口1處，光沿西側(cè)尾纖103傳播至西側(cè)光纖連接器20W。西側(cè)光纖連接器20W將光反射回端口1，并由此被多層介電襯底反射至端口3，然后經(jīng)EDFA放大，再次如前所述沿東側(cè)光纖鏈路1110E傳播。另外，如前所述多層介電襯底將輸入端口的波長(zhǎng)為1549納米的原生ASE半反射，同時(shí)另一半光透過介電襯底，傳向端口1，并再次從西側(cè)光纖連接器20W反射返回。用類似的方法，由EDFA生成的波長(zhǎng)為1564納米的ASE發(fā)射可以入射端口4。多層介電襯底將波長(zhǎng)為λ3dB2的光的一半反射至端口2，沿東側(cè)尾纖103傳播至東側(cè)尾纖連接器20E，連接器20E再將光反射回端口2，經(jīng)介電光纖襯底到達(dá)端口3，然后由EDFA放大后輸入端口4，之后再通過端口1和2到達(dá)尾纖103。由此，一個(gè)或兩個(gè)尾纖連接器起反射點(diǎn)的作用，它們形成一個(gè)包含增益媒質(zhì)的腔體，在腔體中生成放大的脈沖。當(dāng)傳輸光纖與尾纖連接器20E和20W連接/斷開時(shí)，會(huì)產(chǎn)生Q開關(guān)高能量脈沖，使光路中的元件受損。圖5用流程圖示出了λ3dB1和λ3dB2所走的光路。
圖8是本發(fā)明一實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，將單個(gè)附加濾光器F1添加到圖1和圖2所示的常規(guī)WDM器件中，該附加濾光器對(duì)應(yīng)于例如圖6所示的兩個(gè)濾光器中的一個(gè)。應(yīng)該理解，常規(guī)器件已經(jīng)包含一個(gè)濾光器F，其響應(yīng)函數(shù)類似于圖6所示濾光器中的一個(gè)，但具有不同的3dB點(diǎn)。附加濾光器F1(或F2)可以抑制現(xiàn)有濾光器不能抑制的3dB波長(zhǎng)。在本實(shí)施例中，傳輸曲線將具有比圖6所示曲線(圖6所示曲線是以下描述的一實(shí)施例中使用了兩個(gè)附加濾光器的傳輸頻譜)更寬的傳輸頻譜。還可看到，盡管該實(shí)施例和其它將作描述的實(shí)施例將附加濾光器放在WDM本身內(nèi)部，但實(shí)際上可將任何或所有附加濾光器包含在WDM和EDFA之間的任何地方。
圖9是另一實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，WDM器件使兩個(gè)附加濾光器(2)F1或(2)F2與現(xiàn)有濾光器F聯(lián)用。由于該結(jié)構(gòu)為需要抑制的3dB波長(zhǎng)提供了改善的插入損耗，所以該結(jié)構(gòu)比圖8所示的優(yōu)越。
在圖10所示一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明使用了兩個(gè)四端口WDMA和B。每個(gè)WDM包含兩個(gè)濾光器F1和F2，濾光器的響應(yīng)類似于圖6所示的曲線。在本實(shí)施例中，波長(zhǎng)為λ1的信號(hào)(例如紅色信號(hào))從西側(cè)輸入WDM的端口A2。光經(jīng)透射到達(dá)端口A4，然后通過EDFA401傳播，輸入端口B1。從B1，波長(zhǎng)為λ1的光通過WDMB的介電濾光器F1和F2透射至端口B3，然后沿向東方向輸出。圖6的傳輸圖對(duì)此作了描繪，它表示從大約1520納米至大約1545納米(藍(lán)色頻譜)的透射插入損耗較大，1549納米與1564納米之3dB波長(zhǎng)之間有較高的透射率(紅色頻譜)，而在大約1565納米之后透射損耗又大了。由東向西傳播的波長(zhǎng)為λ2的信號(hào)(例如，藍(lán)色信號(hào))輸入WMD的端口B3。該信號(hào)反射至端口B2，并傳播到端口A1。從A1反射至端口A4，然后經(jīng)EDFA發(fā)送到端口B1。從B1反射到B4，傳送到A3，再反射至A2，然后沿向西方向傳送。如圖6中的反射曲線所示，藍(lán)色頻譜具有較低的反射插入損耗(透射率較高)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，附加濾光器可以抑制WDM濾光器中對(duì)3dB波長(zhǎng)的反常透射和反射，從而防止在器件腔體內(nèi)發(fā)出3dB波長(zhǎng)的光。
如圖11所示，在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中描述了一種對(duì)現(xiàn)有技術(shù)WDM濾光器的改進(jìn)，在該實(shí)施例中，用上述使用F1或F2的相同方法使用中心處于第一3dB波長(zhǎng)附近的陷波濾光器。其改進(jìn)之處在于能夠抑制兩個(gè)3dB波長(zhǎng)中的一個(gè)波長(zhǎng)。在本實(shí)施例的一個(gè)較佳方面，使用與λ3dB2對(duì)應(yīng)的第二陷波濾光器N2，從而抑制兩個(gè)3dB波長(zhǎng)。
在上述每個(gè)實(shí)施例中，濾光裝置為光路反射點(diǎn)所形成的每一個(gè)3dB交叉波長(zhǎng)(1549納米和1564納米)提供了超過特定3dB交叉波長(zhǎng)之腔體增益的插入損耗。例如，這里所述類型和設(shè)計(jì)的濾光器可以從E-TEK公司買到。
權(quán)利要求
1.一種四端口波分復(fù)用器，該器件包括一分色濾光器，所述濾光器將輸入所述器件的的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的器件輸出端，并將輸入所述器件的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的器件輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，其特征在于，包括另外的第一分色濾光器，所述第一分色濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，還包括另外的第二分色濾光器，所述第二濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中的另一個(gè)波長(zhǎng)提供了一插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)中的另一波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
3.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，所述另外的第一和第二分色濾光器中至少有一個(gè)是為至少一種3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗的陷波濾光器。
4.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述第一波長(zhǎng)頻帶大約從1520納米至1550納米，而第二波長(zhǎng)頻帶大約從1550納米至1570納米。
5.一種多波長(zhǎng)光信號(hào)雙向放大器，該放大器包括(a)EDFA，用于將輸入所述EDFA的通信信號(hào)放大；(b)第一光纖鏈路，其一端與所述EDFA的輸入端耦連；(c)第二光纖鏈路，其一端與所述EDFA的輸出端耦連；以及(d)四端口WDM，它包括一分色濾光器，所述濾光器將輸入WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，并將輸入WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，其特征在于，包括另外的第一分色濾光器，所述第一分色濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射，所述第一分色濾光器位于所述WDM、所述第一光纖鏈路和所述第二光纖鏈路之一中。
6.如權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于，還包括另外的第二分色濾光器，所述第二濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中的另一波長(zhǎng)提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)中另一波長(zhǎng)的所有的光反射和透射，所述第二分色濾光器位于所述WDM、所述第一光纖鏈路和所述第二光纖鏈路之一中。
7.如權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于，所述另外的第一和第二分色濾光器中至少有一個(gè)是為至少一種3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗的陷波濾光器。
8.如權(quán)利要求5所述的器件，其特征在于，在所述WDM中有另外的第二分色濾光器，所述第二濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中另一波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)中另一波長(zhǎng)的所有的光反射和透射，并且所述器件還包括第二四端口WDM，所述第二四端口WDM包含一分色濾光器，該濾光器將輸入所述第二WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，并將輸入所述第二WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述第二WDM包括另外的第一分色濾光器，該第一分色濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
9.如權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，所述另外的分色濾光器中至少有一個(gè)是為至少一種3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗的陷波濾光器。
10.如權(quán)利要求6所述的器件，其特征在于，還包括第二四端口WDM，所述第二四端口WDM包含一分色濾光器，該濾光器將輸入所述第二WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，并將輸入所述第二WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述第二WDM包括另外的第二分色濾光器，該第二分色濾光器的濾光函數(shù)為第一和第二3dB波長(zhǎng)中至少一種波長(zhǎng)的光提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射，所述第二分色濾光器位于與所述第一WDM和所述EDFA相連的光纖鏈路中。
11.如權(quán)利要求10所述的器件，其特征在于，所述另外的分色濾光器中至少有一個(gè)是為至少一種3dB波長(zhǎng)的光提供了插入損耗的陷波濾光器。
12.一種用于抑制增益腔內(nèi)發(fā)射激光的方法，所述腔體由雙向光信號(hào)放大器中的反射產(chǎn)生，所述放大器包括一個(gè)與四端口WDM相連的EDFA，而所述四端口WDM包括一分色濾光器，所述濾光器將輸入WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，并將輸入WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的WDM輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，其特征在于，所述方法包括以下步驟在所述WDM和連接所述WMD以及所述EDFA之光路的其中之一中提供另外的第一濾光器，其濾光函數(shù)不同于與所述分色濾光器相關(guān)的濾光函數(shù)，提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還在所述WDM和連接所述WMD以及所述EDFA之光路的其中之一中提供了另外的第二濾光器，其濾光函數(shù)不同于與所述分色濾光器或所述另外的第一濾光器相關(guān)的濾光函數(shù)，提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還提供了第二WDM，所述第二WDM包括一分色濾光器，該分色濾光器將輸入所述第二WDM的第一波長(zhǎng)頻帶基本上反射至用于所述第一波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，并將輸入所述第二WDM的第二波長(zhǎng)頻帶基本上透射至用于所述第二波長(zhǎng)頻帶的所述第二WDM的輸出端，其中所述濾光器透射第一波長(zhǎng)頻帶中的第一3dB波長(zhǎng)的一部分，并且所述濾光器反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分，并且在所述第二WDM和連接所述第二WDM、所述WDM以及所述EDFA之光路的其中之一中提供了另外的第二濾光器，所述第二濾光器的濾光函數(shù)不同于與所述分色濾光器和所述另外的第一濾光器有關(guān)的濾光函數(shù)，提供了插入損耗，基本上分別足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。
全文摘要
一種在多波長(zhǎng)雙向光放大器中使用的四端口分色波分復(fù)用器包括一分色濾光器,濾光器將第一波長(zhǎng)頻帶反射而使第二波長(zhǎng)頻帶透射,其中透射第一波長(zhǎng)頻帶中第一3dB波長(zhǎng)的一部分,反射第二波長(zhǎng)頻帶中第二3dB波長(zhǎng)的一部分。波分復(fù)用器還包括另一個(gè)分色濾光器,其濾光函數(shù)不同于WDM濾光器的濾光函數(shù),提供了插入損耗,足以使第一和第二3dB波長(zhǎng)的所有的光反射和透射。還用附加的分色濾光器抑制3dB的光,防止在有光增益的腔體中產(chǎn)生Q－開關(guān)。
文檔編號(hào)H01S3/00GK1181514SQ9712241
公開日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月29日
發(fā)明者克萊蒙特·多德·伯頓, 道格拉斯·沃倫·霍爾 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司