摻鉺光纖放大器的製作方法

2023-05-14 04:01:21

專利名稱：摻鉺光纖放大器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光通信技術領域中的光纖放大器，特別是一種摻鉺光 纖放大器。
背景技術：
慘鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,簡稱EDFA)，是利用摻鉺 光纖(Erbium Doped Fiber,簡稱EDF)作為活性介質，在泵浦光輸入到摻鉺 光纖EDF中時，將大部分處於基態的E,抽運到激發態上，處於激發態的Er3+ 又迅速無輻射地轉移到亞穩態上，由於Er"在亞穩態上的平均停留時間為 10ms，因此很容易在亞穩態與基態之間形成粒子數反轉，此時，信號光子通過 摻鉺光纖EDF，在受激輻射效應作用下產生大量與自身完全相同的光子，使信 號光子迅速增多，這樣在輸出端就可以得到被不斷放大的光信號。自上個世紀 80年代末至90年代初研製成摻鉺光纖放大器EDFA，並開始應用於1. 55 u m頻 段的光纖通信系統以來，極大地推動了光纖通信技術向全光傳輸方向發展。目 前摻鉺光纖放大器EDFA是光通信技術領域中技術開發和商品化成熟度較高的 產品。但是，摻鉺光纖放大器EDFA產生的噪聲會降低光通信系統的性能，尤 其是當光通信系統中若干個摻鉺光纖放大器EDFA級聯之後，其噪聲疊加會限 制光通信系統的傳輸距離。此外，光通信系統中由摻鉺光纖放大器EDFA所產 生的噪聲使得系統對其它構成部件，例如發射機、接收機、波分復用器以及光 纖色度色散和偏振模色散的要求被大大提高了，從而增加了系統設計難度和系 統成本。

實用新型內容
本實用新型目的在於提供一種具有較高的信噪比，並可以降低整個系統制 作成本的摻鉺光纖放大器。
按照上述目的設計的摻鉺光纖放大器，包括泵浦雷射器、波分復用器和摻 餌光纖。其泵浦雷射器的輸出端連接波分復用器的第二輸入端。波分復用器的 第一輸入端可以同外界信號輸出端連接。波分復用器的輸出端連接摻館光纖的 輸入端。摻餌光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接。摻館光纖是設置有光 纖光柵的摻餌光纖。這裡，同波分復用器第一輸入端連接的外界信號輸出端通
常是上一級光學器件例如光纖的輸出端；同摻餌光纖輸出端連接的外界信號輸 入端通常是下一級光學器件例如光纖的輸入端。
本實用新型的摻鉺光纖放大器，利用在摻餌光纖上寫入光纖光柵的方式， 使光纖放大器的輸出信號被鎖定到輸入信號，亦即利用光纖光柵的相位敏感特 性實現了光信號的鎖相放大。鎖相放大使得信號的增益相對於信號通帶以外的 噪聲獲得了壓倒性的優勢，使更多的泵浦能量被轉化為信號增益，從而抑制了
EDF中的自發輻射放大(Amplified Spontaneous Emission,簡稱為ASE)，得 到較高的信噪比。
圖面說明


圖1本實用新型摻鉺光纖放大器結構示意圖。 圖2本實用新型摻鉺光纖放大器中摻鉺光纖結構示意圖。 圖3被寫入摻鉺光纖中的光纖光柵的透射光普示意圖。 圖4光信號在光纖光柵中的群時延特性示意圖。
具體實施方式
參見
圖1，本實用新型摻鉺光纖放大器結構。它包括泵浦雷射器3、波分 復用器WDM (Wavelength Division Multiplexing,簡稱為WDM) 1和其上寫有 光纖光柵FG (Fiber Grating,簡稱為FG)的摻餌光纖EDF/FG2。其中，泵浦激 光器3可以採用二極體泵浦固體雷射器。泵浦雷射器3的輸出端連接波分復用 器W函1的第二輸入端。波分復用器WDM1的第一輸入端可以同外界信號輸出端 4連接。這裡，同波分復用器WDM1的第一輸入端連接的外界信號輸出端4通常 是上一級光學器件例如光纖的輸出端。波分復用器WDM1的輸出端連接摻餌光 纖EDF/FG2的輸入端。摻餌光纖EDF/FG2的輸出端可以同外界信號輸入端5連 接。這裡，同摻餌光纖EDF/FG2輸出端連接的外界信號輸入端5通常是下一級 光學器件例如光纖的輸入端。
參見圖2、 3，在光信號射入摻餌光纖EDF/FG2中的光纖光柵FG時，其波 長如果是在透射譜內，光纖光柵FG的每個柵格的部分反射作用會使得光波在 被部分來回反射並相干加強後才向前移動，來回反射使光在光纖光柵FG中走 了更長的路程，這樣就相當於減慢了信號光在光纖光柵FG中的傳播速度，增 加了信號光在光纖光柵FG中的停留時間，從而使信號光得到較之通常摻餌光
纖EDF更大的增益。如果入射光的波長不在透射譜內，就會被光纖光柵FG反 射，並延著入射方向返回。
在透射譜內的光信號因為諧振的原因，在通過光纖光柵FG時會具有較大 的群時延，而不在透射譜內的光信號則因為沒有諧振效應，只會有較小的群時 延。參見圖4，是光信號在從摻餌光纖EDF/FG2中的光纖光柵FG出射時的群時 延特性。圖中縱坐標T代表信號光從
圖1所示摻佴光纖EDF/FG2中的光纖光柵 FG出射時的群時延，橫坐標A代表信號光的波長。由圖4可見，不同波長的信 號光在光纖光柵FG中的時延特性與其諧振效應有關。當信號光在光纖光柵FG 中形成簡諧共振時，其在光纖光柵FG中的時延最大，這樣處於諧振態下的信 號光在光纖光柵FG中停留的時間是最長的，從而使得光信號獲得較之通常摻 餌光纖EDF更大的增益。通過適當的光纖光柵FG設計，還可同時將放大器對 不同波長信號光的增益調平。
權利要求1. 摻鉺光纖放大器，包括泵浦雷射器、波分復用器和摻餌光纖，所述泵浦雷射器的輸出端連接所述波分復用器的第二輸入端，所述波分復用器的第一輸入端可以同外界信號輸出端連接，所述波分復用器的輸出端連接所述摻餌光纖的輸入端，所述摻餌光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接，其特徵在於所述摻餌光纖是設置有光纖光柵的摻餌光纖。
專利摘要本實用新型是一種摻鉺光纖放大器，包括泵浦雷射器、波分復用器和摻鉺光纖。其泵浦雷射器的輸出端連接波分復用器的第二輸入端。波分復用器的第一輸入端可以同外界信號輸出端連接。波分復用器的輸出端連接摻鉺光纖的輸入端。摻鉺光纖的輸出端可以同外界信號輸入端連接。摻鉺光纖是設置有光纖光柵的摻鉺光纖。該光纖放大器具有較高的信噪比。
文檔編號G02F1/39GK201207116SQ20072005594
公開日2009年3月11日 申請日期2007年8月16日 優先權日2007年8月16日
發明者澎 王, 趙建國 申請人:珠海保稅區光聯通訊技術有限公司