一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種光纖放大器，尤其是一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器。
【背景技術(shù)】
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[0002]在光通信系統(tǒng)中，由于光信號在傳輸過程中的衰減、光色散、系統(tǒng)的光學(xué)靈敏度變化以及各種光學(xué)元器件引入的各種損耗，使得光信號無法在接收端被正確的檢測出來，所以必須對光信號進(jìn)行恢復(fù)。傳統(tǒng)的光-電-光中繼方式，需要先在電域內(nèi)進(jìn)行放大、重塑等復(fù)雜的信號處理后，再進(jìn)行傳輸，且這種傳輸方式裝置復(fù)雜、成本高、傳輸質(zhì)量低下。
[0003]光纖放大器取代傳統(tǒng)的光-電-光中繼方式，實(shí)現(xiàn)了單根光纖中多路光信號的同時(shí)放大，大大降低了光中繼的成本；同時(shí)可與傳輸光纖實(shí)現(xiàn)良好的親合，因此被大規(guī)模的應(yīng)用于波分復(fù)用光通信系統(tǒng)，極大地增加了光纖中可傳輸?shù)男畔⑷萘亢蛡鬏斁嚯x。
[0004]隨著核心網(wǎng)100G相關(guān)通信系統(tǒng)的逐步商用化，系統(tǒng)對RFA(拉曼光纖放大器)的需求日益增大。與此同時(shí)，RFA的增益介質(zhì)就是傳輸光纖本身，能夠改善系統(tǒng)的光信噪比(Optical Signal Noise Rat1，OSNR)，但其性價(jià)比較差；而EDFA(摻鉺光纖放大器)相比RFA來說噪聲系數(shù)大，但在功率放大時(shí)較RFA更有優(yōu)勢。
[0005]申請?zhí)枮?012103258976，名稱為“混合光纖放大器及其增益、增益斜率的調(diào)整方法及裝置”的發(fā)明專利申請公開了一種混合光纖放大器，該混合光纖放大器包括RFA和不含有可變衰減器的EDFA，RFA包括泵浦信號合波器、泵浦激光器組、帶外窄帶濾波器以及光電探測器，EDFA包括順次連接的輸入耦合器、摻鉺光纖、輸出耦合器、輸入光電探測器以及輸出光電探測器，此外，該混合光纖放大器還包括用于根據(jù)預(yù)期放大要求協(xié)調(diào)控制所述EDFA和/或RFA調(diào)整增益和/或增益斜率的控制模塊。上述發(fā)明申請中的混合光纖放大器通過控制模塊協(xié)調(diào)控制EDFA和RFA，從而可以達(dá)到預(yù)期放大效果，此外，由于EDFA不含有可變衰減器，因此可以避免由于可變衰減器帶來的一系列問題。
[0006]盡管上述發(fā)明申請將RFA與EDFA在通信系統(tǒng)中相互配合，相互補(bǔ)償，但是它仍然存在以下三個(gè)缺點(diǎn):
[0007]1、拉曼放大器本身是通過光纖的非線性效應(yīng)對傳輸?shù)墓庑盘栠M(jìn)行放大，在申請?zhí)枮?012103258976的發(fā)明專利申請的第一級中，用于放大光信號的泵浦光在傳輸(放大)過程中也會逐漸衰減，到達(dá)第二級EDFA時(shí)，用于信號放大的功率很小。這時(shí)，就需要增大第一級的泵浦光功率使得第二級有足夠大的泵浦光功率用于放大。況且一般未做說明時(shí)，拉曼放大器都為分布式放大，意味著非線性光纖長度在10公里左右，這樣，泵浦光功率衰減得更加厲害，因此泵浦光功率的利用率不高。
[0008]2、由于泵浦光之間的相互干擾，以及泵浦光與信號光之間的相互干擾，因此會影響光纖放大器的控制效果。
[0009]3、沒有對拉曼光纖放大器的光纖類型進(jìn)行標(biāo)注，也沒有指出光纖的具體類型。拉曼光纖放大器一般采用的普通單模光纖為G.652，但是其拉曼增益系數(shù)很小，放大不明顯，無法滿足波分復(fù)用系統(tǒng)的要求。如果再遇到系統(tǒng)噪聲等問題，信噪比還會急劇衰減。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠提高泵浦的功率利用率，減小前后級的泵浦光、信號光之間的相互干擾，提高控制效果，且拉曼增益系數(shù)大，集成度更高，更利于小型化設(shè)計(jì)的基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，它包括多個(gè)光發(fā)射機(jī)、激光器、光信號合波器、摻鉺光纖、光信號分波器以及多個(gè)光接收機(jī)，其中，光纖放大器還包括第一隔離器、第二隔離器、第一耦合器、第二耦合器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、極化波合成器、控制單元、高非線性光纖以及多組泵浦光，光發(fā)射機(jī)和激光器的輸出端同時(shí)與光信號合波器的輸入端相連，光信號合波器的輸出端與第一隔離器的輸入端連接，第一隔離器的輸出端以及第一環(huán)形器的輸出端與第一耦合器的輸入端連接，摻鉺光纖連接在第一親合器的輸出端與第一環(huán)形器輸入端之間，高非線性光纖連接在第一環(huán)形器的輸出端與第二親合器的輸入端連之間，極化波合成器的輸出端與第二耦合器的輸入端連接，第二耦合器的輸出端與第二環(huán)形器的輸入端連接，第二環(huán)形器的輸出端與第二隔離器的輸入端相連，第二隔離器的輸出端與光信號分波器的輸入端相連，光信號分波器的輸出端分別與各個(gè)光信號接收機(jī)相連，第二環(huán)形器的輸出端與控制單元的輸入端相連，控制單元的輸出端與第一親合器的輸入端相連，控制單元的輸出端與泵浦光相連，泵浦光的輸出端與極化波合成器的輸入端相連。。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面:
[0013]1、傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器在它的1550nm特征波長附近最高約30nm的帶寬就遠(yuǎn)不夠用了，而基于高非線性光纖的拉曼放大器擁有50nm的放大寬帶，并且拉曼光纖放大器本身具有的輸出增益高、響應(yīng)時(shí)間快、噪聲系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，把兩者級聯(lián)后形成混合光纖放大器，不僅可以增大光信號的放大帶寬，即可以實(shí)現(xiàn)跨波段的信號放大，而且可以進(jìn)一步地減小整個(gè)光放大器系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。
[0014]2、與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明在混合光纖放大器中加入了兩個(gè)反饋環(huán)結(jié)構(gòu)，即第一環(huán)形器對第一耦合器的反饋，以及第二環(huán)形器對第一耦合器和第二耦合器的反饋，雙反饋的結(jié)構(gòu)大大提高了本發(fā)明的泵浦功率的利用率。另外，本發(fā)明采用的是分立式拉曼光纖放大器，光纖長度(理論值)約為400m，這樣就可以把分立式拉曼光纖放大器所需要的光纖盤繞在標(biāo)準(zhǔn)的卡槽內(nèi)，諸如標(biāo)準(zhǔn)的IU的機(jī)柜板，從而也提高了本發(fā)明的泵浦功率的利用率。
[0015]3、本發(fā)明采用隔離器、耦合器這些無源器件使得前后級的泵浦光、信號光之間相互干擾減小，有效提高了系統(tǒng)的控制效果。
[0016]4、本發(fā)明采用的高非線性光纖是一種高拉曼增益系數(shù)的光纖介質(zhì)，這種高非線性光纖的使用可以提高本發(fā)明的拉曼增益系數(shù)。另外，不同于現(xiàn)有技術(shù)的分布式拉曼光纖放大器，本發(fā)明涉及的混合放大器是一種新型的分立式拉曼光纖放大器，這種放大器更利于集成、模塊化設(shè)計(jì)，因而具有更加良好的市場前景。
[0017]本發(fā)明所述的一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，其中，第二環(huán)形器的輸出端與第二隔離器的輸入端之間連接有光纖布拉格光柵。光纖布拉格光柵的作用與隔離器的作用不一樣，本發(fā)明中的后向泵浦光會向兩個(gè)方向傳播，加入光柵后，使得相應(yīng)波長的泵浦光得以反射，從而進(jìn)一步提高后向泵浦的利用率。
[0018]本發(fā)明所述的一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，其中，高非線性光纖可碲酸鹽光纖、硫化物光纖、光子晶體光纖、氟化物光纖、碲酸鹽-光子晶體光纖或硫化物-光子晶體光纖。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本發(fā)明一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。<