專利名稱：L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光通訊技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種L波段雙通后向泵 浦摻鉺光纖放大器。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸帶寬需求的加速增長，傳統(tǒng)的C波段(1530nm-1565nra) 摻鉺光纖放大器(EDFA)已不能滿足要求。隨著密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM)的廣 泛應(yīng)用，在系統(tǒng)中使用L波段(1565nm-1610nm)變得越來越重要，L波段EDFA 具有內(nèi)在的增益平坦性能。但是，由于工作波長遠(yuǎn)離鉺離子的輻射峰，L波段摻 鉺光纖放大器(EDFA)增益的泵浦效率相當(dāng)?shù)?。盡管目前有些技術(shù)可有效提高L 波段信號(hào)增益，但由于較高的成本或者較差的噪聲指數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中的作用并 不大。
經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，馬來西亞大學(xué)S.W.Harun， P. Poopalan, 禾口 H.Ahmad等人發(fā)表論文"Gain Enhancement in L-Band EDFA Through a Double-Pass Technique (用雙通技術(shù)提高L波段EDFA的增益)"，IEEE Photon. Technol. Lett. ， vol. 14， NO. 3， MARCH 2002 (2002年3月發(fā)表于美國電子 電氣工程學(xué)會(huì)光電子技術(shù)快報(bào))。該文獻(xiàn)報(bào)道了 L波段信號(hào)增益的提高可通過雙 通技術(shù)實(shí)現(xiàn)。即在慘鉺光纖(EDF)的輸出端連接一個(gè)環(huán)行器，將放大的信號(hào)沿 反方向再次輸入EDF進(jìn)行二次放大，最終放大的信號(hào)利用第一個(gè)環(huán)行器的第三個(gè) 輸出端口接入光譜分析儀進(jìn)行測量。該結(jié)構(gòu)使用98mW的980nm泵浦激光器以及 50m長鉺離子濃度為400ppm的EDF，與單通結(jié)構(gòu)相比，當(dāng)輸入-20dBm的1570nm 信號(hào)光時(shí)，可提高增益約lldB，噪聲指數(shù)劣化約2dB。尤其當(dāng)泵浦功率較低的時(shí) 候，例如當(dāng)泵浦功率為60mW時(shí)，1580nm信號(hào)的噪聲指數(shù)高達(dá)10dB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種L波段雙通后向泵浦摻鉺光 纖放大器，使其在雙通光路結(jié)構(gòu)中通過使用后向泵浦來提高L波段信號(hào)的增益并 且降低信號(hào)的噪聲指數(shù)，有效提高了L波段的增益，由于后向泵浦使得絕大部分 C波段后向自發(fā)輻射被回收利用，從而變后向自發(fā)輻射的不利影響為有益影響， 可以得到較低的噪聲指數(shù)，更重要的是僅改變了泵浦方向沒有增加任何器件，系 統(tǒng)的成本可以得到有效降低。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括可調(diào)諧激光器、光環(huán)行器、980/L波段波長選擇耦合器(WSC)、摻鉺光纖(EDF)、泵浦激光器、光纖環(huán)反射 鏡(FRM)、光譜分析儀(0SA)，光環(huán)形器有三個(gè)端口，光環(huán)行器的一個(gè)端口與可 調(diào)諧激光器相連，光環(huán)行器的另一個(gè)端口與摻鉺光纖一端相連，光環(huán)行器的第三 個(gè)端口與光譜分析儀相連，摻鉺光纖的另一端與980/L波段波長選擇耦合器的公 共端口相連，980/L波段波長選擇耦合器的980nm端口與泵浦激光器相連，980/ L波段波長選擇耦合器的1550端口與光纖環(huán)反射鏡相連。所述可調(diào)諧激光器，其輸出端可連接衰減器，可降低信號(hào)功率。 所述泵浦激光器，其輸出的泵浦光的波長為980nm或1480nm。 所述泵浦激光器，其輸出的泵浦光的功率為31. 8-148. 8mW。 所述泵浦激光器，可以是一個(gè)泵浦激光器或者多個(gè)泵浦激光器級(jí)聯(lián)。 所述光纖環(huán)反射鏡，是光環(huán)行器或者采用在摻鉺光纖末端鍍高反射膜。 本發(fā)明工作時(shí)，由可調(diào)諧激光器提供的L波段信號(hào)光輸入到光環(huán)行器的a端 口， L波段信號(hào)光從環(huán)行器的a端進(jìn)入從b端輸出，泵浦激光器輸出功率為 0-160mw的泵浦光，980/L波段波長選擇耦合器將L波段信號(hào)光和泵浦光耦合在 一起輸入到摻鉺光纖，泵浦光進(jìn)入摻鉺光纖后就會(huì)產(chǎn)生后向的C波段的自發(fā)輻射 (ASE)，光纖環(huán)反射鏡將C波段自發(fā)輻射光以及被放大的L波段信號(hào)光反射回?fù)?鉺光纖，作為二次泵浦對(duì)L波段信號(hào)光進(jìn)行二次放大，最終放大信號(hào)光從光環(huán)行 器的b端進(jìn)入c端輸出，光譜分析儀測試輸入輸出信號(hào)光功率、增益及噪聲指數(shù)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明改變了 980/L波段波長 選擇耦合器的位置和方向，改變泵浦方向，回收利用后向自發(fā)輻射作為二級(jí)泵浦， 從而大大提高了泵浦效率，提高L波段信號(hào)的增益，得到較低的噪聲指數(shù)；本發(fā) 明僅改變了泵浦方向沒有增加任何器件，就提高了泵浦效率約60%，系統(tǒng)的成本 可以降低約50%。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例包括可調(diào)諧激光器l、光環(huán)行器2、摻鉺光纖3、980/L波段波長選擇耦合器4、泵浦激光器5、光纖環(huán)反射鏡6、光譜分析儀7， 連接方式為光環(huán)行器2有三個(gè)端口 ，光環(huán)形器2的一個(gè)端口 a與可調(diào)諧激光器 1相連，光環(huán)行器2的另一端口 b與摻鉺光纖3 —端相連，光環(huán)行器2的第三個(gè) 端口 c與光譜分析儀7相連，摻鉺光纖3的另一端與980/L波段波長選擇耦合器 4的公共端相連，980/L波段波長選擇耦合器4的980皿端口與泵浦激光器5相 連，980/L波段波長選擇耦合器4的1550端口與光纖環(huán)反射鏡6相連。 所述可調(diào)諧激光器l，其輸出端可連接衰減器。 所述摻鉺光纖3，其長度為70m，其摻鉺濃度為240ppm。 所述泵浦激光器5，其輸出的泵浦光的波長為980nm或1480nm。 所述泵浦激光器5，其輸出的泵浦光的功率為31. 8-148. 8mW。 所述泵浦激光器5，可以是一個(gè)泵浦激光器或者多個(gè)泵浦激光器級(jí)聯(lián)。 所述光纖環(huán)反射鏡6，是光環(huán)行器或者采用在摻鉺光纖末端鍍高反射膜。 所述光譜分析儀7，為EXFO光譜分析儀。本實(shí)施例工作時(shí)，由可調(diào)諧激光器1提供的L波段信號(hào)光輸入到光環(huán)行器2 的端口 a， L波段信號(hào)光從光環(huán)行器2的端口 a進(jìn)入從端口 b輸出，泵浦激光器 5輸出功率為31. 8-148. 8mW的泵浦光，980/L波段波長選擇耦合器4將L波段信 號(hào)光和泵浦光耦合在一起輸入到摻鉺光纖3，泵浦光進(jìn)入摻鉺光纖3后就會(huì)產(chǎn)生 后向的C波段的自發(fā)輻射(ASE)，光纖環(huán)反射鏡6將C波段自發(fā)輻射光以及被放 大的L波段信號(hào)光反射回?fù)姐s光纖3，作為二次泵浦對(duì)L波段信號(hào)光進(jìn)行二次放 大，最終放大信號(hào)光從光環(huán)行器2的端口 b進(jìn)入端口 c輸出，光譜分析儀7測試 輸入輸出信號(hào)光功率、增益及噪聲指數(shù)。可調(diào)諧激光器1輸入0. OlmW的1585nm信號(hào)，具體分析泵浦激光器5輸出泵 浦光功率對(duì)增益和降噪的影響，當(dāng)泵浦激光器5輸出泵浦光的功率為85. 8mW時(shí)， 由于采用了后向泵浦，C波段自發(fā)輻射被光纖環(huán)反射鏡反射后可以作為二級(jí)泵 浦，增強(qiáng)泵浦效率，而且由于C波段的自發(fā)輻射光可以被反射回?fù)姐s光纖3作為
L波段的二次泵浦被再次吸收，同現(xiàn)有技術(shù)相比在輸出光譜中C波段的功率將大 大降低，由于大部分后向C波段自發(fā)輻射被再次利用，1585nm的輸出功率為 4.4dBm，增益提高了 21.3dB，同時(shí)也得到了較低的噪聲指數(shù)；當(dāng)泵浦激光器5 輸出泵浦光的功率為31.8mW時(shí)，增益提高了 32.4dB，同時(shí)噪聲指數(shù)同現(xiàn)有技術(shù) 相比減小了21.7dB;隨著泵浦功率增加，在53.9mw泵浦功率下開始飽和，增益 提高了 30.7dB，噪聲指數(shù)減小了 11.6dB;當(dāng)泵浦激光器5輸出泵浦光的功率為 64.8mw時(shí)，增益提高了 26. 86dB，同時(shí)噪聲指數(shù)同現(xiàn)有技術(shù)相比降低了 11. 6dB; 當(dāng)泵浦激光器5輸出泵浦光的功率為148. 8mw時(shí)，飽和增益提高了 6. 29dB，噪 聲指數(shù)增加了2. 2dB。
另外，可調(diào)諧激光器1輸入信號(hào)功率設(shè)定為0. OlmW時(shí)，分別在85. 8mw和 148.8mw泵浦功率條件下，考察信號(hào)增益和噪聲指數(shù)隨可調(diào)諧激光器1的信號(hào)波 長的變化關(guān)系，在85. 8mw泵浦功率條件下，平均來看，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)增益有20dB 提高而噪聲指數(shù)有10dB降低，在1575nm獲得最大的增益提升27. 21dB,同時(shí)噪 聲指數(shù)降低了 15.45dB;在148.8mw泵浦條件下，由于增益飽和，增益和噪聲指 數(shù)的性能提升并不明顯，在1590nm獲得最大8. 58dB的增益提升。
權(quán)利要求
1、 一種L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，包括可調(diào)諧激光器、光環(huán) 行器、摻鉺光纖、泵浦激光器、光譜分析儀，光環(huán)行器有三個(gè)端口，光環(huán)行器的一個(gè)端口與可調(diào)諧激光器相連，其特征在于，還包括980/L波段波長選擇耦合器、光纖環(huán)反射鏡，光環(huán)行器另一個(gè)端口與摻鉺光纖一端相連，光環(huán)行器第三個(gè)端口與光譜分析儀相連，摻鉺光纖的另一端與980/L波段波長選擇耦合器的公共 端口相連，980/L波段波長選擇耦合器的980nm端口與泵浦激光器相連，980/L 波段波長選擇耦合器的1550端口與光纖環(huán)反射鏡相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，其特征是， 所述可調(diào)諧激光器，其輸出端連接衰減器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，其特征是， 所述泵浦激光器，其泵浦光的波長為980nm或1480nm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，其特 征是，所述泵浦激光器，其輸出的泵浦光的功率為31. 8-148. 8mW。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，其特 征是，所述泵浦激光器，是一個(gè)泵浦激光器或者多個(gè)泵浦激光器級(jí)聯(lián)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，其特征是， 所述光纖環(huán)反射鏡，是光環(huán)行器或者在摻鉺光纖末端鍍高反射膜。
全文摘要
一種光通訊技術(shù)領(lǐng)域的L波段雙通后向泵浦摻鉺光纖放大器，包括可調(diào)諧激光器、光環(huán)行器、980/L波段波長選擇耦合器、摻鉺光纖、泵浦激光器、光纖環(huán)反射鏡、光譜分析儀，連接關(guān)系為光環(huán)形器有三個(gè)端口，光環(huán)行器的一個(gè)端口與可調(diào)諧激光器相連，光環(huán)行器的另一個(gè)端口與摻鉺光纖一端相連，光環(huán)行器的第三個(gè)端口與光譜分析儀相連，摻鉺光纖的另一端與980/L波段波長選擇耦合器的公共端口相連，980/L波段波長選擇耦合器的980nm端口與泵浦激光器相連，980/L波段波長選擇耦合器的1550端口與光纖環(huán)反射鏡相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用較低的泵浦功率得到高的小信號(hào)增益和低的噪聲指數(shù)。
文檔編號(hào)G02F1/35GK101144956SQ200710047680
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者義理林, 夏宇興, 黎 詹, 亮 邢 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)