帶增益調整的光學放大器的製作方法
2023-09-19 19:35:25
專利名稱：帶增益調整的光學放大器的製作方法
技術領域：
本發明根據權利要求1的前序部分涉及一種光學放大器。
在現代光學傳輸系統中，數位訊號的傳輸是通過波長復用工作的方式來進行的。該方法可以提高傳輸的容量，而無需增加單個傳輸通道的比特率。這樣，在發生的延遲畸變(漂移)方面可帶來很大的優點，並且使得可以採用費用較低的發送電路。
傳輸系統的轉換或故障將導致通道接通或切斷。由於傳輸線路中的光學放大器通常都是工作在飽和狀態，因此，在沒有附加測量措施的情況下，有效通道內所傳輸的輸出信號將會在通道切斷或接通時發生變化。
在「光學放大器的參考及其應用」，技術文摘，七月11-13，1996年，Monterey，加州，USA；PDP 4-1至4-5中曾公布了一種用來抵制該作用的控制電路。由一種監測器測量輸出信號及控制激勵電源。
第FB2-1至FB2-4頁講述了另一种放大控制的可能性。在此，通過一種雷射振蕩來對變換(放大)進行箝位。通過在放大器的前端或後端裝設一種用作反射器的纖維光柵，便可形成一種適用於傳輸波譜內波長的縱向諧振器。利用雷射線的振動—在激勵電源足夠大的情況下—增益可保持恆定。
該方案的缺點在於，放大器必須在兩個方向上對雷射波長透光。倘若放大器包含有光隔離器，這種條件就不容易實現。
為此，在「電子文字」，1991年3月28日，卷27，No.7，第560及561頁中，採用了一種環形諧振器。由一種纖維耦合器分出一部分放大器輸出功率。利用光學帶通濾波器選出窄波成分，然後將其在一種衰減器中進行衰減，並通過另外一種纖維耦合器送到放大器的輸出端上。
這种放大器有一個缺點，即在輸出信號中會產生用於調整的波長，也就是說，會產生所謂的雷射線。
本發明的任務為提供一種增益恆定的放大器，在該放大器中，在輸出信號中形成的雷射線很弱。
此任務通過權利要求1的光學放大器解決。有利的改進在從屬權利要求中給出。
利用本發明，一些幹擾作用，如傳輸光纖和接收器中由於非線性而產生的串音現象等，可在最大程度上得到消除。對於所有不同波長所採用的通道，其增益都是恆定的。此放大器自然也能夠用於放大一個單獨的信號。
在一種多級放大器中，為了優化噪聲特性，可優選地將用於存儲環行器的耦合輸出雷射信號的耦合器插在第一個放大級與各穩定放大級之間。
假如要對不同的信號帶進行處理，那麼可在環形器後接上兩個或多個纖維光柵，這樣是比較合適的。光柵的反射波長作如下選擇，即每個反射波長都落在信號帶通濾波器的通帶內。由此，從相應纖維光柵反射來的雷射線可以產生振動。隨後，當切換到另外一個信號帶通濾波器時，從其它纖維光柵反射來的相應雷射線就自動地產生振動。
下面藉助於兩個實施例來對本發明進行詳細闡述。
其中，附
圖1為本發明放大器的一種原理電路圖，附圖2為一種用於不同波長的多級放大器。
附圖1所示的可調放大器電路圖中含有一個纖維放大器或半導體雷射放大器，以作為放大元件V。在其輸出端上接有一個光學環形器OZ。環形器將其第一個輸入端上的信號送至第一個輸出端，並將該輸出端上存儲的信號送給第二個輸出端。典型地，這種元件可從E-TEKDYNAMIKS，INC公司獲取。
也可採用光學耦合器作為環形器的一種特殊實施方案，但它的衰減很高。
放大器的輸出信號通過環形器後輸出到放大器輸出端子A上。對於用於放大元件輸出信號的光學環形器，在其與放大器輸出端子A之間裝設了一種用來反射極窄波長區域的反射器FG，實施時該反射器可為纖維光柵或介電濾波器。
反射後具有一定波長的窄帶信號，雷射線LL由光學環形器的另一個輸出端子輸出，該輸出信號在經過可變衰減器VA及耦合器後，同放大器輸入端子E上的輸入信號一起被送回到放大元件V的輸入端，在此，耦合器由纖維耦合器FK來實現。不屬於輸入信號的反饋信號分量，也即圖中所示的雷射線LL，是在環形諧振器中產生的，它單獨用來調整放大增益，並由此決定輸入信號ES中需要處理的波長區域內的增益。該增益通過可變衰減器來進行調整。實際上，在輸出信號AS中沒有雷射線。
有用信號及雷射線由帶填充和不帶填充的指示箭頭表示。
可採用一種纖維放大器作為放大元件，它必須通過另一個耦合器接到相應的激勵電源上，這在現有技術中都已經公布過。同樣，也可裝入一種半導體雷射器。
附圖2示出了一種兩級放大器。由於第一個放大級V1為小信號工作方式，因而它的增益(放大)不需要穩定。為了儘可能獲得無噪聲放大器，優選地在第一個放大級與穩定級之間插入了一個耦合器FK，以存儲反饋信號，在此，穩定級為放大級V2。
經常還可裝入光學帶通濾波器，它能抑制傳輸無用的波長區域，譬如自發放射的放大成分ASE等，並且只能通過需要的波長區域。如果放大器需要對多個信號帶進行處理，就必須在不同的濾波器FI1、FI2之間進行切換。通常，此處還涉及到一種用於調整作用的雷射線，該雷射線位於信號帶內或其邊緣上。為此，附圖2所示的放大器帶有多個按組連接的反射器，纖維光柵FG1及FG2。每個纖維光柵只反射一種波長。在利用第一種信帶濾波器FI1工作時，第一個纖維光柵FG1反射的雷射線LL1產生振動，當切換到第二種信帶濾波器FI2後，第二個纖維光柵FG2反射的雷射線LL2便會自動產生振動。該濾波器可裝在放大器的輸入及/或輸出端上，或裝在放大器區域內。
該放大器可實現用於兩種信號帶，它們為1536nn-1546nn及1548nn-1558nn。信帶濾波器的相應導通區為1534nn-1547nn及1547nn-1560nn。兩個纖維光柵反射的波長為1535nn及1559nn。利用兩個放大級，放大器的增益可實現25db。
當然，多個相互獨立調整的放大級也可成組地連接起來。
權利要求
1.一種帶增益調整的光學放大器，其作為一種環形諧振器構成，對此，為了對放大器輸出進行放大調整，窄帶信號(LL)在經過衰減器(VA)及耦合元件(FK)後，重新被送到放大元件(V，V2)的輸入端上，其特徵在於，光學環形器(OZ)和至少一個用來反射窄帶信號(LL)的窄帶反射器(FG，FG1，FG2)串聯地接在放大元件(V，V2)上，環形器(OZ)帶有第二個輸出端子，其用於窄帶信號(LL)，且與衰減器(VA)相連接，該窄帶信號(LL)反饋到放大元件(V，V2)的輸入端上。
2.根據權利要求1的光學放大器，其特徵在於，環形器(OZ)為一種光學耦合器。
3.根據權利要求1或2的光學放大器，其特徵在於，帶有多個放大級(V1，V2)。
4.根據權利要求3的光學放大器，其特徵在於，反饋的窄帶信號(LL)耦合連接於第一個放大級(V1)與要調整的放大級(V2)之間。
5.根據上述權利要求之一的光學放大器，其特徵在於，信路中接入了光學濾波器(FI1，FI1，FI2)。
6.根據權利要求5的光學放大器，其特徵在於，在環形器(OZ)之後接有多個光學反射器(FG1，FG2)。
7. 根據上述權利要求之一的光學放大器，其特徵在於，含有一作為反射器(FG)的纖維光柵。
8.根據上述權利要求之一的光學放大器，其特徵在於，含有一作為放大元件(V，V2)的纖維放大器或半導體放大器。
9.根據上述權利要求之一的光學放大器，其特徵在於，可調整衰減器(V1)來改變放大。
10.根據上述權利要求之一的光學放大器，其特徵在於，它用于波長復用信號。
全文摘要
一種用于波長復用工作方式的光學放大器,它作為一種環形諧振器構成,在此,放大元件(V)的輸出端接在光學環形器(OZ)及纖維光柵(FG)的串聯電路上。通過環形器(OZ),從纖維光柵(FG)反射來的窄帶信號(LL)經過衰減器(VA)後被反饋至放大元件(V)的輸入端上。
文檔編號H04B10/296GK1270719SQ98809191
公開日2000年10月18日 申請日期1998年8月27日 優先權日1997年9月16日
發明者P·克魯姆裡希 申請人:西門子公司