利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法
2023-10-25 01:42:57 3
專利名稱：利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，屬於光通信領域的遙泵技術。
背景技術：
在單跨長距離傳輸中，遙泵技術已成為一種低成本，易維護，易安裝的解決方案。在目前的應用中，有單纖泵浦(隨路遙泵)和雙纖泵浦(旁路遙泵)兩種方式，單纖遙泵因泵浦光與光信號的反向受激拉曼作用，泵浦光能量被轉移到信號光上，泵浦光能量損失較大，因此一般情況下無源EDF(摻鉺光纖)裝置放置位置在離接收端30-50公裡距離內，隨路遙泵對系統規格的改善比較有限；為進一步提高遙泵傳輸規格，減小泵浦光因為和光信號光之間的受激拉曼散射造成的泵浦光能量損失，需要採取旁路遙泵方式，雙纖泵浦結構配置如圖1。
雙纖遙泵和單纖遙泵方式相比，泵浦光的入纖功率更高，由於泵浦光要在傳輸光纖中傳輸一定距離後才進入鉺纖，過大的泵浦光入纖功率在傳輸光纖中會引起強烈的自發拉曼散射效應。在傳輸一定距離後，自發拉曼散射產生的拉曼散射光會在泵浦光的作用下進一步得到受激放大，目前工程上還沒有非常有效的方法來濾除這種因素的影響，遙泵受這種因素的限制，單純地提高泵源發送功率並沒有有效地提升遙泵性能，無源EDF放置位置只能在離泵源50-70公裡處，對系統規格的改善有限。國外有的實驗系統把大有效面積光纖作為抑制自發拉曼散射的一種解決方案，但當泵源功率達到一定程度後，仍不能解決過大的泵浦光引發自發拉曼以及由這些自發拉曼光在泵浦光受激拉曼散射作用下對泵浦光能量的過度消耗問題。換一句話說，就是現有技術的思想是通過對光纖結構的改造達到抑制自發拉曼效應的目的，如採用大面積光纖，但是所有的傳輸光纖中都存在一定程度的自發拉曼散射效應，當自發拉曼效應累積到一定程度時，傳輸光纖中的拉曼散射由自發拉曼散射為主逐步變成受激拉曼效應為主，泵浦光能量在受激拉曼散射作用下轉移更快。現有措施並不能完全解決問題，而且代價昂貴。泵浦光在傳輸光纖中的整個傳輸過程中，由於自發拉曼效應，會在比泵浦波長長大約100nm的地方產生自發Stokes光，自發Stokes光在受激拉曼散射作用下得到進一步放大，其光譜圖會逐漸變成圖3所示光譜圖，這一部分stokes光和信號光同頻，因此在Stokes光達到EDF後還會進一步影響EDF的放大效率，影響系統性能。但需要指出的是在泵浦光傳輸過程中，因自發拉曼散射增益略大於線路損耗，前面很長一段距離內自發拉曼散射光能量很小，其對泵浦光造成的能量損失可忽略不計。只有泵浦光傳輸一定距離後，自發拉曼效應產生的Stokes光能量增大到一定程度後，這部分自發拉曼光會在泵浦光作用下產生強烈的受激拉曼散射，加速1480nm的泵浦光轉化為Stokes光，導致泵浦光能量損失嚴重。
發明內容
本發明要解決的技術問題是減小泵浦光的傳輸損耗，提高泵浦光功率利用效率，避免因自發SRS散射產生的散射光在泵浦光的受激拉曼散射作用下過度消耗泵浦光的能量，最大限度地避免了泵源能量損失，以最小的代價使導遙泵輸出功率更高，同時改善EDF的工作性能。
本發明的技術方案是在泵浦光傳送旁路光纖的適當位置上放置濾波器，有效地抑制受激拉曼散射過程的發生。
所述放置的濾波器的中心波長為1480nm，左右有4-6nm的帶寬。
所述的濾波器可以為光纖光柵濾波器。
所述的濾波器可以是多層介質膜濾波器。
所述的濾波器可以是波導型1480寬帶濾波器。
所述的濾波器可以設多級等間距放置，各級濾波器的間距為20-50公裡。
放置的濾波器也可以不等間距放置，進一步提高系統性能。
不等間距放置時，第一個濾波器的位置距離泵浦源5-10公裡最佳。
第二個濾波器的位置距離第一個濾波器20-30公裡最佳。
第三個濾波器的位置距離第二個濾波器30-50公裡最佳。
本發明是在光傳送旁路光纖的適當位置上加針對拉曼散射光的光濾波器，避免產生受激拉曼效應及泵浦功率受到損耗。在自發拉曼散射產生的Stokes光強度達到一定強度後即採用光濾波器濾掉，使泵浦光傳輸線路中的噪聲始終保持在一定的強度(圖4中虛線)以下。因此，本發明不僅可以強烈抑制受激拉曼散射效應的產生，降低受激拉曼效應對泵浦光造成的損耗，而且也提高了泵浦光的信噪比。同時因為泵浦光的噪聲在與鉺纖的放大過程中會進入信號光，所以泵浦光信噪比的提高降低了遙泵系統噪聲指數。泵浦光功率能夠更加有效地轉移到信號光上，提高放大倍數。
圖1是現有雙纖泵浦結構配置圖。
圖2是本發明的結構示意圖。
圖3是沒有濾波器的光譜圖。
圖4是本發明加濾波器後的光譜圖。
具體實施例方式
本發明中所用的1480nm泵浦光濾波器可採用FBG(光纖光柵)或多層介質膜濾波器、波導型濾波器等。濾波器的中心波長為1480nm，左右有4-6nm的帶寬。
圖2給出了結構示意圖，圖中EDF為摻鉺光纖。泵浦光傳送旁路光纖上放置濾波器，濾波器的中心波長為1480，左右有4-6nm的帶寬。只要強調波長滿足EDF放大需要就可以，一般在1480附近，偏離一點問題也不大，帶寬主要是濾除自發拉曼光，適度寬一些更容易製造和獲取。
濾波器可以為光纖光柵濾波器、多層介質膜濾波器、波導型1480寬帶濾波器等。濾波器可以設多級，各級濾波器的間距為20-50公裡。從濾波的角度，濾波器放置多有利，但濾波器有耗損，因此應有合理的間距。一般越接近泵浦源濾波器的間距越近，第一個濾波器的位置距離泵浦源5-10公裡最佳。第二個濾波器的位置距離第一個濾波器20-30公裡最佳。第三個濾波器的位置距離第二個濾波器30-50公裡最佳。
濾波器的個數和位置是根據具體情況設置的，上述實施例並不是本發明的全部實施例，不限定本發明的保護範圍。
本發明的核心是在泵浦光傳送旁路光纖上放置濾波器，有效地抑制受激拉曼散射過程的發生。因此，凡是在泵浦光傳送旁路光纖上放置濾波器抑制拉曼散射的，均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，包括泵浦和光纖，其特徵是在泵浦光傳送旁路光纖的適當位置上放置濾波器，有效地抑制泵浦光傳輸過程中受激拉曼散射過程的發生。
2.根據權利要求1所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是濾波器的中心波長為1480nm，左右有4-6nm的帶寬。
3.根據權利要求1或2所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是濾波器可以為光纖光柵濾波器。
4.根據權利要求1或2所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是濾波器可以是多層介質膜濾波器。
5.根據權利要求1或2所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是濾波器可以是波導型寬帶濾波器。
6.根據權利要求1或2所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是濾波器可以設多級，可以等間隔放置，考慮到濾波器插損和泵浦光能量損失關係，濾波器的間距為20-50公裡之內為宜。
7.根據權利要求1或2所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是不等間隔放置時，第一個濾波器的位置距離泵浦源5-10公裡。
8.根據權利要求7所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是第二個濾波器的位置距離第一個濾波器20-30公裡。
9.根據權利要求7所述的利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，其特徵是第三個濾波器的位置距離第二個濾波器30-50公裡。
全文摘要
本發明提供一種利用濾波器提升遙泵泵浦性能的方法，解決的技術問題是減小泵浦光的傳輸損耗，提高泵浦光功率利用效率。本發明是在泵浦光傳送旁路光纖的適當位置上放置濾波器，有效地抑制受激拉曼散射過程的發生。濾波器的中心波長為1480，左右有4－6nm的帶寬。濾波器可以設多級，等間隔放置，各級濾波器的間距為20－50公裡。也可以不等間隔放置，第一個濾波器的位置距離泵浦源5－10公裡最佳。第二個濾波器的位置距離第一個濾波器20－30公裡最佳。第三個濾波器的位置距離第二個濾波器30－50公裡最佳。
文檔編號H04B10/12GK1474208SQ02128759
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月7日 優先權日2002年8月7日
發明者李從奇, 趙福強, 陸祥 申請人:華為技術有限公司