基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于：包括14XX拉曼單元和13XX拉曼單元，所述14XX拉曼單元包括14XX拉曼泵浦光激光器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第一光波分復(fù)用器和第二光波分復(fù)用器，所述13XX拉曼單元包括13XX拉曼泵浦激光器、第四耦合器、第四光電探測(cè)器、第五光電探測(cè)器和第六光電探測(cè)器。本發(fā)明巧妙地借用原一階拉曼技術(shù)平臺(tái)并加以改造和融合，以實(shí)現(xiàn)二階拉曼功能，并且能在二階拉曼產(chǎn)品中，保留原一階拉曼單元的相互獨(dú)立性。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能夠節(jié)約成本，具有重要的市場(chǎng)價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于拉曼光纖放大器裝置技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明特別涉及二階拉曼光纖光放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖通信系統(tǒng)中，拉曼光纖放大器(Raman)應(yīng)用日漸廣泛。相比較于摻鉺光纖光放大器，拉曼光纖放大器具有噪聲指數(shù)低、無(wú)中繼傳輸距離遠(yuǎn)的突出優(yōu)點(diǎn)，因此，應(yīng)用得以日漸廣泛。但是，在某些荒漠、海島等等特殊應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)的一階拉曼光纖放大器依然難以勝任，往往無(wú)法逾越最后一小段距離。一階拉曼光纖放大器有諸多成熟產(chǎn)品，與此同時(shí)，通信市場(chǎng)上對(duì)二階拉曼放大器呼聲日漸高漲。二階拉曼光放大器中元器件和控制邏輯更復(fù)雜，原有一階拉曼光放大器技術(shù)平臺(tái)已無(wú)法承載，而完全重新開(kāi)發(fā)二階拉曼技術(shù)平臺(tái)則代價(jià)高、周期長(zhǎng)，且一個(gè)拉曼模塊難以支持為數(shù)眾多的拉曼栗浦驅(qū)動(dòng)，且功耗和散熱存在問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，經(jīng)過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)和配置，基于既有一階拉曼光纖放大器，以最簡(jiǎn)單和高效且穩(wěn)妥的方式開(kāi)發(fā)二階拉曼光纖放大器。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，包括14XX拉曼單元和13XX拉曼單元，
[0005]所述14XX拉曼單元包括14XX拉曼栗浦光激光器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第一光波分復(fù)用器和第二光波分復(fù)用器，第一耦合器分別連接14XX拉曼栗浦光激光器、第二光電探測(cè)器、第一光波分復(fù)用器的第一輸入端、第二親合器的輸入端;第二親合器的一個(gè)輸出端連接到第一光電探測(cè)器，另一個(gè)輸出端連接到13XX拉曼單元的第六光電探測(cè)器;第三耦合器的輸入端連接到13XX拉曼單元的第四耦合器，一個(gè)輸出端連接到第一光波分復(fù)用器的第二輸入端，另一個(gè)輸出端連接第三光電探測(cè)器，第一光波分復(fù)用器的輸出端連接到第二光波分復(fù)用器；
[0006]所述13XX拉曼單元包括13XX拉曼栗浦激光器、第四耦合器、第四光電探測(cè)器、第五光電探測(cè)器和第六光電探測(cè)器，第四耦合器分別連接拉曼栗浦激光器、第四光電探測(cè)器、第五光電探測(cè)器和14XX拉曼單元中第三耦合器的輸入端。
[0007]而且，第二耦合器和第六光電探測(cè)器通過(guò)光纖連接部分連接，第三耦合器和第四耦合器通過(guò)光纖連接部分連接，光纖連接部分采用光纖連接器連接或者通過(guò)光纖直連的方式實(shí)現(xiàn)。
[0008]而且，13XX拉曼栗浦激光器的輸出經(jīng)過(guò)光器件后，由第四耦合器分下來(lái)的反射栗浦光進(jìn)入第五光電探測(cè)器，分下來(lái)的前向栗浦光進(jìn)入第四光電探測(cè)器，栗浦光繼續(xù)前行，輸出13XX拉曼單元，由光纖連接部分，進(jìn)入14XX拉曼單元;進(jìn)入14XX拉曼單元的13XX拉曼栗浦光首先經(jīng)第三耦合器分光進(jìn)入第三光電探測(cè)器，用于14XX拉曼單元探測(cè)13XX拉曼栗浦光功率，剩下的主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器；
[0009]14XX拉曼栗浦光激光器經(jīng)由第一耦合器，反射光進(jìn)入第二光電探測(cè)器作探測(cè)，前向光再經(jīng)第二親合器分光，剩下的主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器;經(jīng)第二親合器分光的一部分光進(jìn)入第一光電探測(cè)器作前向探測(cè)，另一部分光經(jīng)光纖連接部分進(jìn)入13XX拉曼栗浦單元，并最終進(jìn)入第六光電探測(cè)器，用于13XX單元探測(cè)14XX單元的拉曼栗浦光功率；14XX拉曼栗浦光的主要部分和13XX拉曼栗浦光的主要部分經(jīng)由第一光波分復(fù)用器合波后，拉曼栗浦光和信號(hào)光再進(jìn)入第二光波分復(fù)用器合波，進(jìn)入傳輸光纖。
[0010]而且，在后向二階拉曼放大時(shí)，拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄喾捶较?；前向二階拉曼放大時(shí)，拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄嗤较颉?br>[0011]而且，13XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1300?1399nm波段，14XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1400?149911111波段，而15乂乂指的是被拉曼栗浦光放大的信號(hào)光1500?159911111波段。0
[0012]本發(fā)明巧妙地借用原一階拉曼技術(shù)平臺(tái)并加以改造和融合，以實(shí)現(xiàn)二階拉曼功能，并且能在二階拉曼產(chǎn)品中，保留原一階拉曼單元的相互獨(dú)立性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:14XX拉曼單元和13XX拉曼單元既可以獨(dú)立工作、也可以協(xié)同工作；當(dāng)13XX拉曼單元栗浦激光器關(guān)閉時(shí)，則14XX拉曼單元作為一階拉曼光放大器獨(dú)立應(yīng)用，而當(dāng)13XX和14XX拉曼單元栗浦激光器均開(kāi)啟時(shí)，則兩者協(xié)同操作作為二階拉曼光放大器。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，能夠節(jié)約成本，具有重要的市場(chǎng)價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的反向二階拉曼放大器基本架構(gòu)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的前向二階拉曼放大器基本架構(gòu)圖。
[0015]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的反向二階拉曼放大器具體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的前向二階拉曼放大器具體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。
[0018]參見(jiàn)圖1、圖2，圖1是后向二階拉曼放大示意圖。后向拉曼放大指的是拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄喾捶较?；圖2則是前向二階拉曼放大示意圖。前向拉曼指的是拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄嗤较颉?br>[0019]13XX拉曼單元栗浦光首先通過(guò)13XX/14XX波分復(fù)用器注入14XX拉曼單元，再經(jīng)14XX/15XX波分復(fù)用器后，最終注入傳輸光纖。
[0020]13XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1300?1399nm波段，14XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1400?1499nm波段，而15XX指的是被拉曼栗浦光放大的信號(hào)光1500?1599nm波段。
[0021]—方面，14XX栗浦光通過(guò)耦合器分少量光注入13XX拉曼單元，并最后進(jìn)入13XX單元中的光電探測(cè)器，以供13XX拉曼單元控制之用。另一方面，13XX拉曼栗浦光注入14XX拉曼單元后，須分少量光進(jìn)入14XX拉曼單元中的光電探測(cè)器，以供14XX拉曼單元控制之用。也就是說(shuō)，13XX和14XX互相之間可以探測(cè)對(duì)方栗浦光功率，以獲得對(duì)方的工作狀態(tài)，從而相應(yīng)調(diào)整和控制自己的工作狀態(tài)。
[0022]當(dāng)13XX拉曼單元栗浦激光器關(guān)閉時(shí)，則14XX拉曼單元作為一階拉曼光放大器獨(dú)立應(yīng)用，而當(dāng)13XX和14XX拉曼單元栗浦激光器均開(kāi)啟時(shí)，則兩者協(xié)同操作作為二階拉曼光放大器。
[0023]進(jìn)一步地，實(shí)施例中有以下設(shè)計(jì):
[0024]1、14XX拉曼單元和13XX拉曼單元既可以獨(dú)立工作、也可以協(xié)同工作。
[0025]2、13XX拉曼單元栗浦光首先通過(guò)13XX/14XX波分復(fù)用器(即第一光波分復(fù)用器5-1)注入14XX拉曼單元，再經(jīng)14XX/15XX波分復(fù)用器(即第二光波分復(fù)用器5-2)后，最終注入傳輸光纖8。
[0026]3、14XX栗浦光通過(guò)第二耦合器4-2分少量光注入13XX拉曼單元，并最后進(jìn)入13XX單元中的第六光電探測(cè)器3-6，以供13XX拉曼單元控制之用。
[0027]4、13XX拉曼栗浦光注入14XX拉曼單元后，須分少量光進(jìn)入14XX拉曼單元中的第三光電探測(cè)器3-3，以供14XX拉曼單元控制之用。
[0028]5、13XX拉曼單元前向拉曼栗浦探測(cè)既可由13XX拉曼栗浦激光器內(nèi)部背光探測(cè)實(shí)現(xiàn)，也可由外部光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)。
[0029]6、14XX拉曼單元前向拉曼栗浦探測(cè)既可由14XX拉曼栗浦激光器內(nèi)部背光探測(cè)實(shí)現(xiàn)，也可由外部光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)。
[0030]7、用于分光進(jìn)入到探測(cè)器的耦合器既可是三端口耦合器也可是四端口耦合器。例如第一耦合器4-1、4-4可以由兩個(gè)三端口組合而成，或者一個(gè)四端口 ；第二耦合器4-2、4-3
是二端口。
[0031 ] 8、13XX拉曼單元和14XX拉曼單元互聯(lián)的光纖連接部分6-1和6-2既可以通過(guò)跳線和光纖連接器實(shí)現(xiàn)，也可以光纖熔融直連實(shí)現(xiàn)。
[0032]圖3和圖4中，提供了實(shí)施例中二階拉曼光纖光放大器的具體結(jié)構(gòu)，包括14XX拉曼單元和13XX拉曼單元，
[0033]所述14XX拉曼單元包括14XX拉曼栗浦光激光器1、第一耦合器4-1、第二耦合器4-2、第三親合器4-3、第一光電探測(cè)器3-1、第二光電探測(cè)器3-2、第三光電探測(cè)器3-3、第一光波分復(fù)用器5-1和第二光波分復(fù)用器5-2，第一耦合器4-1分別連接14XX拉曼栗浦光激光器
1、第二光電探測(cè)器3-2、第一光波分復(fù)用器5-1的第一輸入端、第二親合器4-2的輸入端;第二耦合器4-2的一個(gè)輸出端連接到第一光電探測(cè)器3-1，另一個(gè)輸出端連接到13XX拉曼單元的第六光電探測(cè)器3-6;第三耦合器4-3的輸入端連接到13XX拉曼單元的第四耦合器4-4，一個(gè)輸出端連接到第一光波分復(fù)用器5-1的第二輸入端，另一個(gè)輸出端連接第三光電探測(cè)器3-3，第一光波分復(fù)用器5-1的輸出端連接到第二光波分復(fù)用器5-2;
[0034]所述13XX拉曼單元包括13XX拉曼栗浦激光器2、第四耦合器4-4、第四光電探測(cè)器3-4、第五光電探測(cè)器3-5和第六光電探測(cè)器3-6，第四耦合器4-4分別連接拉曼栗浦激光器
2、第四光電探測(cè)器3-4、第五光電探測(cè)器3-5和14XX拉曼單元中第三耦合器4-3的輸入端。
[0035]13XX單元中，13XX拉曼栗浦激光器2(可以為單個(gè)或多個(gè)合波，即具體實(shí)施時(shí)可以采用單個(gè)拉曼栗浦激光器或多個(gè)拉曼栗浦激光器合波)的輸出經(jīng)過(guò)光器件7(具體實(shí)施時(shí)可以為某個(gè)或幾個(gè)光器件)后，由第四耦合器4-4分下來(lái)的反射栗浦光進(jìn)入第五光電探測(cè)器3-5，分下來(lái)的前向栗浦光進(jìn)入第四光電探測(cè)器3-4。栗浦光繼續(xù)前行，輸出13XX拉曼單元，由光纖連接部分6-1 (光纖連接器或光纖直連)，進(jìn)入14XX拉曼單元。進(jìn)入14XX拉曼單元的13XX拉曼栗浦光首先經(jīng)第三耦合器4-3分少量光(滿足探測(cè)需求，同時(shí)不會(huì)明顯損耗主路光，比如1%)進(jìn)入第三光電探測(cè)器3-3，用于14XX拉曼單元探測(cè)13XX拉曼栗浦光功率，剩下主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器5-U14XX拉曼栗浦光激光器1(可以為單個(gè)或多個(gè)合波)經(jīng)由第一耦合器4-1，反射光進(jìn)入第二光電探測(cè)器3-2作探測(cè)，前向光再經(jīng)第二耦合器4-2分光，剩下的主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器5-1;經(jīng)第二親合器4-2分光的一部分光進(jìn)入第一光電探測(cè)器3-1作前向探測(cè)，另一部分光經(jīng)光纖連接部分6-2(連接器或光纖直連)進(jìn)入13XX拉曼栗浦單元，并最終進(jìn)入第六光電探測(cè)器3-6，用于13XX單元探測(cè)14XX單元的拉曼栗浦光功率。14XX拉曼栗浦光的主要部分和13XX拉曼栗浦光的主要部分經(jīng)由第一光波分復(fù)用器5-1合波后，拉曼栗浦光和信號(hào)光再進(jìn)入第二光波分復(fù)用器5-2合波，進(jìn)入傳輸光纖8。
[0036]圖3和圖4的區(qū)別在于，圖3的拉曼栗浦輸出光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向相反，而圖4則相同。
[0037]本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于:包括14XX拉曼單元和13XX拉曼單元， 所述14XX拉曼單元包括14XX拉曼栗浦光激光器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第一光電探測(cè)器、第二光電探測(cè)器、第三光電探測(cè)器、第一光波分復(fù)用器和第二光波分復(fù)用器，第一耦合器分別連接14XX拉曼栗浦光激光器、第二光電探測(cè)器、第一光波分復(fù)用器的第一輸入端、第二親合器的輸入端;第二親合器的一個(gè)輸出端連接到第一光電探測(cè)器，另一個(gè)輸出端連接到13XX拉曼單元的第六光電探測(cè)器;第三耦合器的輸入端連接到13XX拉曼單元的第四耦合器，一個(gè)輸出端連接到第一光波分復(fù)用器的第二輸入端，另一個(gè)輸出端連接第三光電探測(cè)器，第一光波分復(fù)用器的輸出端連接到第二光波分復(fù)用器； 所述13XX拉曼單元包括13XX拉曼栗浦激光器、第四耦合器、第四光電探測(cè)器、第五光電探測(cè)器和第六光電探測(cè)器，第四耦合器分別連接拉曼栗浦激光器、第四光電探測(cè)器、第五光電探測(cè)器和14XX拉曼單元中第三耦合器的輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于:第二耦合器和第六光電探測(cè)器通過(guò)光纖連接部分連接，第三耦合器和第四耦合器通過(guò)光纖連接部分連接，光纖連接部分采用光纖連接器連接或者通過(guò)光纖直連的方式實(shí)現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于:13XX拉曼栗浦激光器的輸出經(jīng)過(guò)光器件后，由第四耦合器分下來(lái)的反射栗浦光進(jìn)入第五光電探測(cè)器，分下來(lái)的前向栗浦光進(jìn)入第四光電探測(cè)器，栗浦光繼續(xù)前行，輸出13XX拉曼單元，由光纖連接部分，進(jìn)入14XX拉曼單元;進(jìn)入14XX拉曼單元的13XX拉曼栗浦光首先經(jīng)第三親合器分光進(jìn)入第三光電探測(cè)器，用于14XX拉曼單元探測(cè)13XX拉曼栗浦光功率，剩下的主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器； 14XX拉曼栗浦光激光器經(jīng)由第一耦合器，反射光進(jìn)入第二光電探測(cè)器作探測(cè)，前向光再經(jīng)第二耦合器分光，剩下的主要部分進(jìn)入第一光波分復(fù)用器;經(jīng)第二耦合器分光的一部分光進(jìn)入第一光電探測(cè)器作前向探測(cè)，另一部分光經(jīng)光纖連接部分進(jìn)入13XX拉曼栗浦單元，并最終進(jìn)入第六光電探測(cè)器，用于13XX單元探測(cè)14XX單元的拉曼栗浦光功率；14XX拉曼栗浦光的主要部分和13XX拉曼栗浦光的主要部分經(jīng)由第一光波分復(fù)用器合波后，拉曼栗浦光和信號(hào)光再進(jìn)入第二光波分復(fù)用器合波，進(jìn)入傳輸光纖。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于:在后向二階拉曼放大時(shí)，拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄喾捶较?；前向二階拉曼放大時(shí)，拉曼栗浦光傳輸方向和信號(hào)光傳輸方向?yàn)橄嗤较颉?.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述基于一階Raman的二階拉曼光纖放大器，其特征在于:13XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1300?1399nm波段，14XX指的是拉曼栗浦光波長(zhǎng)為1400?1499nm波段，而15XX指的是被拉曼栗浦光放大的信號(hào)光1500?1599nm波段。
【文檔編號(hào)】H01S3/10GK106025780SQ201610506817
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】余振宇, 付成鵬, 蔡瀟, 卜勤練, 余春平, 樂(lè)孟輝, 陶金濤, 鄧韜
【申請(qǐng)人】武漢光迅科技股份有限公司