一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，包括第一耦合器、第一隔離器、第二耦合器、第二隔離器、第三耦合器、控制單元、偏振波合路器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)成本低，可以實現(xiàn)現(xiàn)有及未來密集波分復(fù)用系統(tǒng)中的信號放大，輸出平坦度好，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
【專利說明】—種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖通信系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)發(fā)射的光信號在沿著光纖傳輸?shù)倪^程中會衰減，而諸如復(fù)用器和耦合器等光學(xué)元器件也會引入大量的損耗。光信號的累計衰減和損耗將使得信號太弱而在輸出端無法檢測。為了防止這種情況的發(fā)生，必須恢復(fù)信號的強度。
[0003]在尚未使用光學(xué)放大器之前，唯一的辦法就是通過再生信號，亦即先接收信號在重新發(fā)射它。這個過程可用再生器實現(xiàn):它首先將光信號變成電信號，經(jīng)過對信號整形，再將其轉(zhuǎn)變回光信號，然后繼續(xù)傳輸。
[0004]摻鉺光纖放大器EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)的出現(xiàn),使整個通信系統(tǒng)的性能大為改善。再生器必須針對通信系統(tǒng)中特定的比特率和特定的調(diào)制格式工作，而摻鉺光纖放大器則不受比特率和信號格式的限制。因此，使用摻鉺光纖放大器的系統(tǒng)易于升級，比如，對于更高的比特流，無需重新配置摻鉺光纖放大器。相反，對于使用再生器的系統(tǒng)而言，這種升級必須更換所有的再生器才能實現(xiàn)。再者，摻鉺光纖放大器具有更寬的增益帶寬，因此，單個的摻鉺光纖放大器能同時放大多個波分復(fù)用信號。但若使用再生器，則需要使用多個再生器放大不同的波長。所以說，摻鉺光纖放大器已經(jīng)成為現(xiàn)階段光通信系統(tǒng)中的重要器件。
[0005]然而隨著光通信系統(tǒng)的逐步發(fā)展，光放大器的帶寬成為困擾其發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)摻鉺光纖放大器的帶寬只有30nm左右,而基于締基光纖的喇曼放大器擁有更大的放大寬帶。只要對泵浦光的數(shù)量、功率值、波長等參數(shù)進(jìn)行合理的控制，就可以實現(xiàn)跨波段的信號放大。這對密集波分復(fù)用系統(tǒng)擴(kuò)容升級，降低成本和增加業(yè)務(wù)等具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是要提供一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，實現(xiàn)成本低，可以實現(xiàn)現(xiàn)有及未來密集波分復(fù)用系統(tǒng)中的信號放大，輸出平坦度好，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0007]為達(dá)到上述目的，本實用新型是按照以下技術(shù)方案實施的:
[0008]一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，包括第一耦合器、第一隔離器、第二耦合器、第二隔離器、第三耦合器、控制單元、偏振波合路器，所述:
[0009]第一耦合器用于對復(fù)用信號光進(jìn)行分離；
[0010]第一隔離器用于隔離反向傳輸光；
[0011]第二耦合器用于對復(fù)用信號光與泵浦光進(jìn)行耦合；
[0012]第二隔離器用于隔離反向信號光；[0013]第三耦合器用于對傳輸后的信號光進(jìn)行分離；
[0014]控制單元用于調(diào)節(jié)各個泵浦光參數(shù)；
[0015]偏振波合路器用于對各路泵浦光進(jìn)行合路；
[0016]所述第一稱合器的輸入端連接光輸入端,第一稱合器的輸出端分別連接第一隔離器的輸入端和控制單兀的輸入端，所述第一隔離器的輸出端通過一段締基光纖與第二I禹合器的輸入端相連，所述第二耦合器的輸出端與第二隔離器的輸入端連接，所述第二隔離器的輸出端與第三耦合器的輸入端連接，所述第三耦合器的輸出端分別與控制單元的輸入端和光輸出端相接，所述控制單元的輸出端與多個泵浦激光源的輸入端相連，所述多個泵浦激光源的輸入端與偏振波合路器的輸入端相連，所述偏振波合路器的輸出端與第二稱合器的輸入端相連。
[0017]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述控制單元由用于對傳輸前后信號光進(jìn)行信號采集的喇曼增益計算電路、用于比較前次和本次增益改變量的判決電路和用于對泵浦參數(shù)做出控制的控制電路構(gòu)成。
[0018]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述復(fù)用信號光中任意一個波長與所述每個泵浦激光源的中心波長滿足Λν= (l/Apj)-(l/ASi)，其中，Λν為頻移量，且Λν的取值為 700cm 1 ?786cm 1O
[0019]作為本實用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述碲基高非線性光纖的喇曼增益譜在700CHT1?786CHT1的頻移范圍內(nèi)，相應(yīng)的啦曼增益系數(shù)范圍為2.97X10_12m/W?
3.98 X 10_12m/Wο
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為:
[0021]1、本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便；
[0022]2、本實用新型較普通光-電-光波長轉(zhuǎn)換器在波長轉(zhuǎn)換中保留著信號光波的相位和振幅信息，具有嚴(yán)格的傳輸透明性；
[0023]3、本實用新型的實現(xiàn)成本低，造價要比普通光-電-光放大器低的多，能夠?qū)π盘柟庠诠庥蛑苯舆M(jìn)行放大；
[0024]4、本實用新型的放大帶寬寬，通過對泵浦光進(jìn)行合適的配置，就能實現(xiàn)全波段，甚至是跨波段的放大；
[0025]5、本實用新型的可集成度高，可以作為一個分立器件直接在波分復(fù)用系統(tǒng)中使用；
[0026]6、本實用新型的實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0028]圖中:101-光輸入端；102_光輸出端；201-第一 I禹合器；202_第三I禹合器；301-第一隔離器；302_第二隔離器；401_締基光纖；501_第二稱合器；601_偏振波合波器；701-泵浦激光源；801_控制單元；8011_喇曼增益計算電路；8012_判決電路；8013_控制電路；
[0029]圖2為本實用新型碲基光纖的喇曼增益譜；
[0030]圖3為本實用新型的增益平坦原理圖?！揪唧w實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述，在此實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0032]如圖1所示的一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，包括用于對復(fù)用信號光(輸入的光信號)進(jìn)行分離的第一稱合器201和用于隔離反向傳輸光的第一隔離器301、用于對復(fù)用信號光與泵浦光進(jìn)行耦合的第二耦合器501和用于隔離反向信號光的第二隔離器302、用于對傳輸后的信號光進(jìn)行分離的第三耦合器202、用于調(diào)節(jié)各個泵浦光參數(shù)的控制單元801以及用于對各路泵浦光進(jìn)行合路的偏振波合路器601。所述第一耦合器201的輸入端連接光輸入端101,所述第一稱合器201的輸出端分別連接第一隔離器301的輸入端和控制單元801的輸入端，所述第一隔離器301的輸出端通過一段碲基光纖401與所述第二耦合器501的輸入端相連，所述第二耦合器501的輸出端與所述第二隔離器201的輸入端連接，所述第二隔離器302的輸出端與所述第三耦合器202的輸入端連接，所述第三耦合器202的輸出端分別與所述控制單元801的輸入端和光輸出端102相接，所述控制單元801的輸出端與述多個泵浦激光源701的輸入端相連，所述多個泵浦激光源701的輸入端與所述偏振波合路器601的輸入端相連,所述偏振波合路器601的輸出端與第二稱合器501的輸入端相連。
[0033]本實施例中所述控制單元801由用于對傳輸前后信號光進(jìn)行信號采集的喇曼增益計算電路8011、用于比較前次和本次增益改變量的判決電路8012和用于對泵浦參數(shù)做出控制的控制電路構(gòu)成8013。
[0034]本實施例中所述復(fù)用信號光中任意一個波長與所述泵每個浦激光源701的中心波長滿足Λ V = (I/λ Pj)-(I/Asi)，其中，Λ V為頻移量，且Λ V的取值為700(^^786011'
[0035]本實施例中所述碲基高非線性光纖401的喇曼增益譜在700CHT1~786CHT1的頻移范圍內(nèi)，如圖2所示，相應(yīng)的啦曼增益系數(shù)范圍為2.97X IO^12m/W~3.98X l(T12m/W。
[0036]采用本實用新型進(jìn)行喇曼放大的方法，包括以下步驟:
[0037]步驟一、信號光經(jīng)過光輸入端進(jìn)入喇曼放大器系統(tǒng)。本實施例中，選取信號光的波長范圍為1544nm~1556nm，各波長間隔為0.4nm,即間隔為50GHz，共32個信道，且各個信號光功率均為0.01mff:
[0038]步驟二、光信號經(jīng)過光輸入端之后由第一耦合器對其進(jìn)行分波，其中一部分光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后發(fā)送到喇曼增益計算電路，另外一部分發(fā)送到第一隔離器中；
[0039]步驟三、喇曼增益計算電路在對傳輸前后的喇曼增益比較后，經(jīng)過判決電路，最終在考慮增益平坦度和功率使用效率的前提下，由控制電路中的算法程序給出包括泵浦的波長、功率大小和個數(shù)在內(nèi)的多個泵浦激光源輸出參數(shù)的最優(yōu)值。本實施例中，選取泵浦激光源的初始個數(shù)為4個，初始功率大小均為500mW，且初始的泵浦光波長根據(jù)根據(jù)頻移計算公式Av= (I/λ Pj)-(I/Xsi)，其泵浦激光源的中心波長為1340nm。而根據(jù)圖3，一種極限情況是，采用與信號光數(shù)目相對應(yīng)的32個泵浦激光源，且根據(jù)頻移計算公式Av= (I/Apj)_(l/ASi)，其波長范圍從1374.6nm~1386nm，各波長間隔也為0.4nm。圖3中，P1，P2到P32表示32個泵浦光，SI，S2到S32表示32個信號光。
[0040]步驟四、泵浦光激光源發(fā)出的泵浦光由偏振合路器合波，經(jīng)由第二耦合器進(jìn)入碲基光纖，與信號光在光纖上進(jìn)行受激喇曼散射作用，使信號光的功率得到放大；
[0041]步驟五、信號光經(jīng)過放大之后由第二隔離器，由第三耦合器對其進(jìn)行分波，一部分發(fā)送到光輸出端，另一部分光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后發(fā)送到喇曼增益計算電路，開始重復(fù)步驟三的過程，直到達(dá)到最優(yōu)值為止。
[0042]本實用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實施例的限制，凡是根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，其特征在于:包括第一耦合器(201)、第一隔離器(301)、第二耦合器(501)、第二隔離器(302)、第三耦合器(202)、控制單元(801)、偏振波合路器(601)，所述: 第一耦合器(201)用于對復(fù)用信號光進(jìn)行分離； 第一隔離器(301)用于隔離反向傳輸光； 第二耦合器(501)用于對復(fù)用信號光與泵浦光進(jìn)行耦合； 第二隔離器(302)用于隔離反向信號光； 第三稱合器(202)用于對傳輸后的信號光進(jìn)行分離； 控制單元(801)用于調(diào)節(jié)各個泵浦光參數(shù)； 偏振波合路器(601)用于對各路泵浦光進(jìn)行合路； 所述第一稱合器(201)的輸入端連接光輸入端(101),第一稱合器(201)的輸出端分別連接第一隔離器(301)的輸入端和控制單元(801)的輸入端，所述第一隔離器(301)的輸出端通過一段締基光纖(401)與第二稱合器(501)的輸入端相連,所述第二稱合器(501)的輸出端與第二隔離器(201)的輸入端連接，所述第二隔離器(302)的輸出端與第三耦合器(202)的輸入端連接，所述第三耦合器(202)的輸出端分別與控制單元(801)的輸入端和光輸出端(102)相接，所述控制單元(801)的輸出端與多個泵浦激光源(701)的輸入端相連，所述多個泵浦激光 源(701)的輸入端與偏振波合路器(601)的輸入端相連，所述偏振波合路器(601)的輸出端與第二I禹合器(501)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，其特征在于:所述控制單元(801)由用于對傳輸前后信號光進(jìn)行信號采集的喇曼增益計算電路(8011)、用于比較前次和本次增益改變量的判決電路(8012)和用于對泵浦參數(shù)做出控制的控制電路(8013)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，其特征在于:所述復(fù)用信號光中任意一個波長與所述每個泵浦激光源(701)的中心波長滿足Av= (I/入pj)-(I/^si)，其中，Λ V為頻移量，且Λ V的取值為70001^- 786011'
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的碲基光纖喇曼放大控制器，其特征在于:所述碲基高非線性光纖(401)的喇曼增益譜在700cm—1~786cm—1的頻移范圍內(nèi)，相應(yīng)的啦曼增益系數(shù)范圍為 2.97 X 10_12m/W ~3.98X l(T12m/W。
【文檔編號】G02F1/39GK203673196SQ201420009233
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】向紅麗, 袁心易, 寧博, 王沛, 左旭, 趙云, 姜小波, 李君改 申請人:西安郵電大學(xué)