專(zhuān)利名稱(chēng)：多波段喇曼放大器泵浦源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到光學(xué)增益裝置，更確切地說(shuō)，涉及到利用受激喇曼散射的光學(xué)增益裝置的泵浦裝置。
背景技術(shù)：
光學(xué)增益介質(zhì)是一種裝置，當(dāng)提供光學(xué)泵浦能量時(shí)它能增強(qiáng)預(yù)期光學(xué)信號(hào)的振幅。光學(xué)增益介質(zhì)可由光纖組成，并用于光纖激光器或基于光纖的光學(xué)放大器。一種在技術(shù)上被認(rèn)知的光學(xué)放大器就是基于受激喇曼散射方法(SRS)，即通常被提到的“喇曼放大器”。在喇曼放大器中，光學(xué)泵浦能量被注入到用于傳輸放大信號(hào)的光纖介質(zhì)中。由于受提供更長(zhǎng)波段增益的介質(zhì)的振動(dòng)模式激發(fā)，光學(xué)泵浦能量經(jīng)過(guò)受激喇曼散射后將光學(xué)能量轉(zhuǎn)移到比泵浦波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波段。喇曼激光與其相類(lèi)似，只不過(guò)喇曼激光沒(méi)有信號(hào)被放大，且經(jīng)過(guò)受激喇曼散射后只簡(jiǎn)單地利用諧振器的結(jié)構(gòu)將泵浦信號(hào)轉(zhuǎn)換到一具有更高能量和較長(zhǎng)波段的輸出信號(hào)中。
在喇曼增益介質(zhì)中，轉(zhuǎn)移光學(xué)能量后的較長(zhǎng)波段可以相對(duì)于泵浦能量的波長(zhǎng)預(yù)先確定。這些波長(zhǎng)偏移就是“斯托克司”(Stokes)頻移，由于每一個(gè)斯托克司頻移相對(duì)于傳輸能量的波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)已知量，所以喇曼偏移的波長(zhǎng)可以通過(guò)正確選擇泵浦波長(zhǎng)來(lái)選擇。在通訊系統(tǒng)中，許多不同波長(zhǎng)的信號(hào)通過(guò)相同的通訊介質(zhì)有代表性地被多路復(fù)用，例如，光纖。這些不同的信號(hào)波長(zhǎng)或“信道”是在一連續(xù)波段內(nèi)，被一便于辨別所需的最小信道間隔加以分開(kāi)。當(dāng)有必要增強(qiáng)信號(hào)能量時(shí)，所有信道的信號(hào)都在一個(gè)光學(xué)放大器中被放大。然而，像這種放大器其有效增益波段是有必要限制的，同時(shí)也要限制放大信道的數(shù)量。
在目前的系統(tǒng)中，通常用于光學(xué)通訊的波段已經(jīng)可以識(shí)別。常規(guī)的波段稱(chēng)為“C波段”，即波長(zhǎng)大約從1530nm到約1565nm的范圍。這是光學(xué)放大器直接可操作的波長(zhǎng)范圍，典型的為摻餌光纖放大器(“EDFA”)，最近在某些應(yīng)用領(lǐng)域中更長(zhǎng)的波段也在倍受青睞，這些波段可以單獨(dú)或和C波段組合使用。更長(zhǎng)的波段稱(chēng)為“L波段”，即波長(zhǎng)大約從1565nm到約1610nm的范圍。過(guò)去喇曼放大器用于在L波段提供放大。同樣地，人們正試圖研制一種能跨過(guò)C波段和L波段的寬波段喇曼放大器，已取得不同程度的成功。然而這些放大器相對(duì)于單獨(dú)C波段而言更復(fù)雜和昂貴。而且同時(shí)用于C波段和L波段的放大器也不能有效地通用在于單個(gè)C波段或L波段。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)光學(xué)泵浦裝置能給第一個(gè)波段提供泵浦或同時(shí)給第一和第二個(gè)波段提供泵浦。特別地，一個(gè)光學(xué)泵浦裝置能夠提供光學(xué)泵浦能量給通過(guò)受激喇曼散射方法獲得增益的光學(xué)增益介質(zhì)。此增益提供給第一信號(hào)波長(zhǎng)范圍和第二信號(hào)波長(zhǎng)范圍，第二個(gè)波長(zhǎng)范圍有著更長(zhǎng)的信號(hào)波長(zhǎng)而且不會(huì)和第一個(gè)重疊。這種泵浦裝置包括兩個(gè)泵浦單元，第一個(gè)泵浦單元提供光學(xué)泵浦能量給在第一波長(zhǎng)范圍的增益介質(zhì)，第二個(gè)單元提供泵浦能量給同時(shí)在第一和第二信號(hào)波長(zhǎng)范圍的增益介質(zhì)。第一泵浦波長(zhǎng)范圍的泵浦使得信號(hào)在第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)得以增益，而在第二泵浦波長(zhǎng)范圍的泵浦使得信號(hào)在第二波長(zhǎng)范圍得以增益。
除了在第二信號(hào)波長(zhǎng)范圍產(chǎn)生信號(hào)增益外，在第二泵浦波長(zhǎng)范圍的泵浦也會(huì)衰減在第一信號(hào)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的增益光譜。這通常導(dǎo)致在第一信號(hào)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的增益帶寬遭到破壞，且其增益響應(yīng)的均勻性都將受到威脅。然而在本發(fā)明中，第二泵浦單元也能夠提供泵浦能量使得其在第一信號(hào)波段得到增益，補(bǔ)償由于更長(zhǎng)波長(zhǎng)的泵浦作用而引起的干擾。因此，第二個(gè)泵浦單元能夠作為一個(gè)改良的單元，它允許用戶(hù)將其信號(hào)增益帶寬擴(kuò)展到第一信號(hào)波段范圍之外而保持增益響應(yīng)的平穩(wěn)度。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)诙闷謫卧幢患せ顣r(shí)，泵浦裝置提供一個(gè)在第一信號(hào)波段的均勻增益響應(yīng)。當(dāng)?shù)诙闷謫卧患せ顣r(shí)，增益響應(yīng)延伸到第二信號(hào)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，且在兩個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)均具有良好的均勻性。
第二個(gè)泵浦單元可以是一個(gè)可分離的模塊，允許其與第一個(gè)泵浦單元連接或分開(kāi)。這樣在有或沒(méi)有使用第二個(gè)泵浦的情況下，第二泵浦單元的泵浦更適宜給兩個(gè)信號(hào)波段提供增益，且在增益光譜內(nèi)保持良好的均勻性，這樣信號(hào)增益在指定的波段內(nèi)不會(huì)與預(yù)期選擇的光譜曲線(xiàn)相差1dB。也就是說(shuō)，均勻性不僅指的是保持一個(gè)在指定波段大致恒定的信號(hào)增益，還包括防止其偏離選擇的增益光譜曲線(xiàn)。第二個(gè)泵浦單元也包括第一個(gè)泵浦源和第二個(gè)泵浦源。關(guān)于第二個(gè)泵浦單元用于第一個(gè)信號(hào)波長(zhǎng)的第二個(gè)泵浦源的程度，最好是在第二個(gè)信號(hào)波長(zhǎng)范圍內(nèi)第二個(gè)泵浦源不提供任何大于所產(chǎn)生的最大信號(hào)增益一半的直接信號(hào)增益。
在前述實(shí)例中，在直接進(jìn)入增益介質(zhì)之前，從第一個(gè)泵浦單元出來(lái)的泵浦能量和從第二個(gè)泵浦單元出來(lái)的能量通過(guò)一泵浦組合器組合在一塊。這個(gè)泵浦組合器例如可以是一個(gè)波分復(fù)用器。雖然其波長(zhǎng)范圍要隨不同的應(yīng)用環(huán)境而改變，但是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例就是在常規(guī)的“C波段”和“L波段”直接提供增益。例如，第一個(gè)信號(hào)波段可以從大約1530nm到大約1565nm，第二個(gè)信號(hào)波段從約1565nm到約1610nm。此外，雖然從不同的泵浦源出來(lái)的波長(zhǎng)輸出都要符合以上所述的條件，但是大家公認(rèn)多數(shù)的泵浦源都可以用在一起提供任何需要的波長(zhǎng)輸出，例如從第一個(gè)泵浦單元出來(lái)的光學(xué)能量輸出。


本發(fā)明以上及更多的優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)以下的相關(guān)附圖得以更好的理解，其中圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)光學(xué)泵浦裝置的示意圖；圖2是圖1的光學(xué)泵浦裝置的改良模塊示意圖；圖3是本發(fā)明的泵浦裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例示意圖，其中C波段喇曼泵浦可以用在和一個(gè)L波段的改良模塊聯(lián)合；以及圖4是一個(gè)當(dāng)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例用和不用L波段改良模塊時(shí)喇曼增益介質(zhì)信號(hào)增益帶寬示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的總的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，C波段泵浦源10的輸出端被耦合進(jìn)一個(gè)泵浦信號(hào)組合器12，從這可以直接進(jìn)入和要泵浦的喇曼增益介質(zhì)相連的輸出端14。C波段泵浦源10可以是一個(gè)不同光源耦合在一塊的組合體，用于提供一個(gè)不同能量的所需泵浦波長(zhǎng)范圍。這樣的一個(gè)波長(zhǎng)組合體能夠提供一個(gè)沿著C波段的理想增益輪廓。特別地，通常人們希望能提供一種泵浦源從而得到在C波段的一合適的平滑增益曲線(xiàn)，以便系統(tǒng)中所有多路復(fù)用信道都得到大約一致的光學(xué)增益。
圖1中的泵浦信號(hào)組合器12也有第二個(gè)輸入端16，用于接收從L波段泵浦模塊18的輸出。C波段泵浦和信號(hào)組合器12設(shè)置為使得當(dāng)L波段泵浦模塊18沒(méi)連上的時(shí)候，就給在系統(tǒng)輸出端的喇曼增益介質(zhì)提供泵浦14并能夠在C波段得到一平滑的增益曲線(xiàn)。當(dāng)L波段泵浦模塊18連上的時(shí)候，從C波段泵浦源出來(lái)的光學(xué)泵浦能量和L波段泵浦模塊的光學(xué)泵浦能量耦合在一起。這種組合能量擴(kuò)展了系統(tǒng)的泵浦范圍，也泵浦了喇曼增益介質(zhì)使得C波段和L波段都得到了增益。而且，泵浦能量的提供使得C波段和L波段都得到一高均勻性的喇曼放大器增益曲線(xiàn)。
圖1所示的系統(tǒng)用作一個(gè)改良的喇曼泵浦源，允許其單獨(dú)用于C波段泵浦，或者升級(jí)到在C波段和L波段都可以操作。這樣的一個(gè)升級(jí)系統(tǒng)在隨著附加泵浦直接進(jìn)入L波段的泵浦之后，增益曲線(xiàn)的均勻性方面存在嚴(yán)重的問(wèn)題。不過(guò)，在本發(fā)明中泵浦源的組合使用給想要的L波段提供了增益而不需要削減整個(gè)增益曲線(xiàn)的均勻性。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)L波段泵浦模塊的泵浦源示意圖。此泵浦模塊增加能量給已存在的C波段泵浦源。如圖示，模塊18由兩個(gè)耦合在一起的泵浦源組成。業(yè)內(nèi)人士熟知，當(dāng)這個(gè)實(shí)施例只有兩個(gè)光源時(shí)，通過(guò)模塊18耦合在一塊的泵浦源的總數(shù)實(shí)際上會(huì)更高。這兩個(gè)光源在圖中標(biāo)示為“光源M1”(用參考數(shù)據(jù)20加以識(shí)別)和“光源M2”(用參考數(shù)據(jù)22加以識(shí)別)。從每個(gè)光源出來(lái)的輸出直接進(jìn)入泵浦信號(hào)組合器24，它用一種眾所周知的方式將信號(hào)進(jìn)行組合。例如，泵浦信號(hào)組合器24可以是一個(gè)波分復(fù)用(“WDM”)耦合器，雖然將兩種不同的波長(zhǎng)光學(xué)信號(hào)耦合在一起的其他方式也為人所知，而且也可以被使用。耦合光學(xué)泵浦信號(hào)從模塊中輸出，此模塊與其他進(jìn)入喇曼增益介質(zhì)的泵浦能量相結(jié)合。
L波段模塊18的兩個(gè)泵浦源20、22很明顯有兩個(gè)不同的輸出波長(zhǎng)。在前述優(yōu)選實(shí)施例中，泵浦源20、22是激光二極管，但是其他類(lèi)型的光源也可以用。為了給泵浦的放大器提供足夠的L波段的喇曼增益，泵浦源M2 22有一個(gè)從約1465nm到約1525nm范圍的輸出波長(zhǎng)。例如，泵浦源M2 22可以有一個(gè)1496nm的輸出波長(zhǎng)。這樣的波長(zhǎng)經(jīng)過(guò)受激喇曼散射后給喇曼放大器的L波段提供增益。然而，由于在放大器的C波段已經(jīng)存在一些泵浦，假如這些L波段的泵浦波長(zhǎng)是給已有C波段泵浦能量的唯一泵浦能量的話(huà)，那將導(dǎo)致一些無(wú)法想象的后果。最顯著的是，放大器的增益均勻性將被嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致從一個(gè)信道到下一個(gè)信道時(shí)出現(xiàn)不該有的變化。不過(guò)，在這個(gè)發(fā)明中，提供了一個(gè)附加的泵浦源，它允許L波段泵浦出現(xiàn)，但它會(huì)保持沿著C波段和L波段高度的增益均勻性。
在圖2所示的模塊中，除了在L波段的泵浦源M2 22外，還有泵浦源M1 20。盡管作為L(zhǎng)波段模塊18的一部分，這個(gè)泵浦源有一個(gè)喇曼放大器的輸出波長(zhǎng)，其在C波段提供增益。也就是說(shuō)，泵浦源M1有一個(gè)波長(zhǎng)從約1425nm到約1465nm波長(zhǎng)范圍的輸出。例如，泵浦源M1 20可以有一個(gè)波長(zhǎng)為約1436nm的輸出波長(zhǎng)。雖然這個(gè)波長(zhǎng)主要在C波段產(chǎn)生喇曼增益，但是它補(bǔ)償了放大器的總體增益均勻性，否則將導(dǎo)致泵浦在L波段產(chǎn)生增益。
圖3是一個(gè)類(lèi)似于圖2所示的L波段模塊的泵浦裝置的例子。如所示，此裝置包括C波段喇曼泵浦26。這是一個(gè)沿著喇曼放大器C波段提供均勻增益帶寬的單C波段泵浦。C波段泵浦26中的元件排列只代表一個(gè)實(shí)施例，也可以有相似結(jié)果的泵浦而沒(méi)必要具有相同的元件排列。然而這個(gè)實(shí)施例只不過(guò)是一種可能結(jié)構(gòu)的一個(gè)有用的例子。
C波段泵浦包括三個(gè)具有不同輸出波長(zhǎng)的各自光源，如圖中所示的“光源A”、“光源B”和“光源C”。泵浦也包括信號(hào)合成裝置，其用于將所有不同光源波長(zhǎng)組合在一起。在這一實(shí)例中，每一個(gè)組合裝置都有一個(gè)去偏光的功能，有助于使任何依賴(lài)于增益效果的偏振最小化。光源A28和光源B30耦合進(jìn)入偏振保持(“PM”)3dB分束器32。兩個(gè)進(jìn)入分束器32的路徑都是偏振保持導(dǎo)管，例如偏振保持光纖。每一輸入部分都在分束器32的輸出端間被分開(kāi)，這樣每個(gè)輸入的部分被耦合進(jìn)兩個(gè)輸出端的每一個(gè)。這些輸出信號(hào)也是偏振保持的，并將分束器32連到一個(gè)偏振光束組合器(“PBC”)34中。PBC34是一個(gè)將光學(xué)能量的兩個(gè)偏振態(tài)進(jìn)行合束的光學(xué)裝置，經(jīng)過(guò)光纖連接到分束器32。PBC將兩個(gè)從光纖來(lái)的偏振模式耦合到一個(gè)輸出端。第二個(gè)輸出端只接受少量的被耦合進(jìn)PBC的光束，此輸出定義為“魔鬼端口”。PBC34有效地將存在于分束器32中的兩個(gè)光束進(jìn)行合束。因此，PBC中的光功率與從光源28、30(忽略了接合損耗和插損)出來(lái)的光的總能量相同。然而，能量被分成兩個(gè)相位無(wú)關(guān)正交偏振的量。因此，結(jié)果從PBC34的輸出本質(zhì)上是非偏振態(tài)的。
在圖3所示的分束器32和PBC34之間，在分束器32和PBC34之間的兩個(gè)路徑之一有一個(gè)明顯比其他路徑長(zhǎng)的光程。這在兩個(gè)信號(hào)之間提供了想要的相位無(wú)關(guān)。在前述優(yōu)選實(shí)施例中，光程差比光源28、30的任一個(gè)的相干長(zhǎng)度都大。而且由于耦合了分束器32和PBC34兩個(gè)路徑之一，偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)了90度。如上提到的，兩個(gè)信號(hào)輸入到PBC34中耦合在一起，然后以去偏的形式輸出且由從兩個(gè)光源28、30的每一個(gè)中出來(lái)的部分光組成。這個(gè)輸出依次進(jìn)入WDM組合器36。
WDM組合器36合束從PBC34和PBC38出來(lái)的光輸出。PBC38是另一個(gè)去偏合束器的一部分，去偏合束器有著和分束器32和PBC34一樣的功能。在第二個(gè)合束器中，偏振保持分束器40通過(guò)兩根偏振保持光纖與PBC38耦合在一起。就象在其他的組合裝置中，兩根耦合光纖的其中一根有著比第一根長(zhǎng)的光程，一根的偏振面相對(duì)于另一根旋轉(zhuǎn)90度。當(dāng)泵浦只在C波段工作時(shí)，唯一的輸入到分束器40的光來(lái)自于光源C42，在光纖上貼上標(biāo)簽“光源C”。在這種情況下，從光源C42的輸出光被有效的去偏且從PBC38中輸出，之后在WDM36中組合PBC34的輸出光。
當(dāng)C波段泵浦26被單獨(dú)操作時(shí)，WDM36輸出端提供一種泵浦能量范圍，它提供了在C波段里的一種相當(dāng)平滑的喇曼增益響應(yīng)。然而，當(dāng)想泵浦C波段和L波段時(shí)，L波段模塊被耦合進(jìn)現(xiàn)存的泵浦。在圖3所示的實(shí)施例中，L波段模塊18輸出與光源C42輸出一起耦合進(jìn)入分束器40。兩輸入光纖進(jìn)入分束器40都是偏振保持的。耦合元件44顯示說(shuō)明L波段模塊18可以可動(dòng)地連接到C波段泵浦。實(shí)際的耦合裝置可能是任何很多已知類(lèi)型的耦合器。此外，L波段模塊事實(shí)上并不一定從物理上不接觸C波段泵浦。更恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)，模塊18可能是這個(gè)裝置的永久部分，它有一個(gè)輸出口可能“激發(fā)”或“不被激發(fā)”，因?yàn)檫@取決它的輸出口是否與C波段泵浦26的泵浦能量組合的。使用圖3所示的泵浦能量組合方法，光纖通道輸入或輸出到泵浦信號(hào)組合器24是偏振保持的，正如連接器44。然而應(yīng)該注意到，這僅僅是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，這項(xiàng)發(fā)明也打算包括其它組合泵浦信號(hào)能量的方式，它可以不需要偏振保持通道。
當(dāng)模塊18與C波段泵浦26相接并起作用時(shí)，它的輸出端與光源C42的輸出端相耦合在一起，通過(guò)與上述為光源A28和光源B30組合相同的方式。這種組合的輸出通過(guò)WDM與PBC34的輸出端耦合在一起。與模塊18輸出端未被利用不同，當(dāng)模塊起作用時(shí)WDM36的輸出端包括泵浦C波段和L波段的波長(zhǎng)。此外，L波段和C波段的組合體泵浦從L波段模塊出來(lái)的波長(zhǎng)，不僅提供L波段理想的泵浦，而且提供對(duì)失真的補(bǔ)償，這將體現(xiàn)于整個(gè)增益輪廓的均勻性中。
使用上述提到的L波段的輪廓的光源M1和M2的輸出波長(zhǎng)的值(分別是1439nm和1492nm)，緊接著的波長(zhǎng)值可能被用于C波段喇曼泵浦。光源A可能在1451nm波長(zhǎng)，光源B在1462nm波長(zhǎng)，以及光源C在1428nm波長(zhǎng)。在這些波長(zhǎng)值，當(dāng)C波段泵浦26被單獨(dú)使用時(shí)，將呈現(xiàn)良好的均勻性。此外，當(dāng)L波段模塊被連接并激發(fā)時(shí)，將有良好的均勻性呈現(xiàn)于C波段和L波段。圖4描述一個(gè)喇曼放大器的增益響應(yīng)，它是利用這些例值的泵浦而泵浦。當(dāng)L波段模塊不在使用時(shí)，示意圖中的實(shí)線(xiàn)反映了它的響應(yīng)。正如圖4所示，這種響應(yīng)在大約1565nm之后下降很快。盡管如此，在對(duì)C波段范圍內(nèi)一個(gè)放大器的增益響應(yīng)是相當(dāng)平滑的。在這種情況下，通過(guò)C波段時(shí)這種放大器增益響應(yīng)變化小于1dB。
在上面描述的L波段中，喇曼放大器的響應(yīng)已擴(kuò)大了范圍。在圖4曲線(xiàn)中，當(dāng)使用L波段模塊時(shí)，放大器的增益響應(yīng)用虛線(xiàn)表示。由圖示可知，增益響應(yīng)通過(guò)L波段已經(jīng)擴(kuò)大范圍，僅在約1610nm后才下降。而且保持了響應(yīng)的平坦度，通過(guò)C波段和L波段時(shí)，放大器有一個(gè)變化量不超過(guò)1dB以上的增益響應(yīng)。這樣，當(dāng)僅作為C波段和擴(kuò)展到C波段和L波段的放大器的使用時(shí)系統(tǒng)才有好的性能。這里注釋的“平坦度”定義為有目的的應(yīng)用到特殊應(yīng)用的預(yù)篩選的光譜形狀的增益光譜。那就是，約1dB或更少的偏離是一種指定的增益頻譜預(yù)篩選的形狀的偏離，而不是從特別固定增益值的偏離。當(dāng)然，由上面描述所知，其傾斜度幾乎為0。也注釋了平坦度用于指定的波段或者被討論的波段而控制。對(duì)于上面討論的例子，所述波段在這里被定義為C波段和L波段。如圖4中所示，這個(gè)增益在指定的波段外自然地下落，與人們期望的相同。
在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)L模塊提供能C波段的泵浦能量不能有效地傳入L波段，盡管某一特定的泵浦光源的帶寬外形的傾向擴(kuò)大了給定的范圍。特別是，M1光源不能分配一些增益給超過(guò)C波段最大增益的50％的L波段。這樣，附加光源的作用是對(duì)C波段提供補(bǔ)償增益，然而M2光源提供了理想的L波段增益。
在當(dāng)前光學(xué)通訊中，前述的例子中在C波段和L波段的普通使用中是顯著相關(guān)聯(lián)的。然而，將來(lái)期望的是進(jìn)一步擴(kuò)大光學(xué)通訊系統(tǒng)中的帶寬容量，以便提供更多的多路復(fù)用信道。因此，本發(fā)明也有助于這些擴(kuò)充努力。例如，在前面的例子中，喇曼放大器的增益帶寬被增加的另一個(gè)/多個(gè)升級(jí)模塊進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著系統(tǒng)作為橫跨C波段和L波段的喇曼放大器的泵浦，另一種結(jié)合的光源耦合到已存在的系統(tǒng)以進(jìn)一步擴(kuò)大增益帶寬至更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。正如前述的升級(jí)模塊，這個(gè)附加的升級(jí)模塊將包含一種在增益帶寬的擴(kuò)展部分提供泵浦能量以產(chǎn)生的增益的光源，和一種在增益帶寬的已存部分提供泵浦能量去補(bǔ)償對(duì)產(chǎn)生的增益外形平坦度破壞的光源。那就是，在中心波長(zhǎng)處，這個(gè)能量比已存在范圍的泵浦源的光源更高的中心波長(zhǎng)。因此，在更高的波長(zhǎng)范圍內(nèi)提供喇曼增益。同時(shí)，另外一種附加的升級(jí)模塊光源將在已存在光源的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有一個(gè)中心波長(zhǎng)。顯而易見(jiàn)，用相似的方式可以得到增益帶寬的進(jìn)一步擴(kuò)展。
當(dāng)本發(fā)明參照優(yōu)選實(shí)施例被說(shuō)明和描述時(shí)，熟悉此技術(shù)的業(yè)內(nèi)人士可設(shè)想不同程度或細(xì)節(jié)的變化的本發(fā)明其它實(shí)例，但不偏離本發(fā)明附加權(quán)利要求中提及的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)泵浦裝置，用于給一個(gè)光學(xué)增益介質(zhì)提供光泵浦能量，該光學(xué)增益介質(zhì)通過(guò)受激喇曼散射在第一波長(zhǎng)和第二波長(zhǎng)范圍的每個(gè)內(nèi)提供光學(xué)增益，該第二波長(zhǎng)范圍有比第一波長(zhǎng)范圍長(zhǎng)的波長(zhǎng)，但與該第一波長(zhǎng)范圍沒(méi)有重疊，此該裝置包括第一泵浦單元，用于給在第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)增益的增益介質(zhì)提供光泵浦能量；和具有第一及第二泵浦源的第二泵浦單元，該第一泵浦源用于給在第二波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)增益的增益介質(zhì)提供光泵浦能量，該第二泵浦源用于給在第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)增益的增益介質(zhì)提供光泵浦能量，該裝置在僅有第一泵浦單元啟動(dòng)時(shí)或者第一泵浦單元和第二泵浦單元都啟動(dòng)時(shí)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中第二泵浦單元是一個(gè)泵浦模塊的一部分，當(dāng)其連接并啟動(dòng)時(shí)，將延伸該裝置的信號(hào)增益帶寬到包括第二波長(zhǎng)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中第二泵浦單元的第二泵浦源在第二波長(zhǎng)范圍將不提供大于第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)最大增益一半的直接信號(hào)增益。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，當(dāng)?shù)诙闷謫卧粏?dòng)時(shí)，信號(hào)增益不會(huì)從第一波長(zhǎng)范圍的增益光譜的預(yù)選光譜形狀偏離1dB以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中的裝置，當(dāng)?shù)诙闷謫卧獑?dòng)時(shí)，信號(hào)增益不會(huì)從第一波長(zhǎng)范圍和第二波長(zhǎng)范圍的增益光譜的預(yù)選光譜形狀偏離1dB以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中的裝置，其中由第二泵浦單元的第一泵浦源的泵浦衰減在第一波長(zhǎng)范圍里的增益，由第二泵浦單元的第二泵浦源的泵浦用來(lái)補(bǔ)償上述衰減的增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中的裝置，還包括一個(gè)泵浦信號(hào)組合器，用來(lái)組合來(lái)自第一泵浦單元和第二泵浦單元的泵浦能量并將其引向光學(xué)增益介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中的裝置，其中該泵浦信號(hào)組合器包括一個(gè)波分復(fù)用器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中的裝置，其中第一波長(zhǎng)范圍大約是從1530nm到1565nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中的裝置，其中第二波長(zhǎng)范圍大約是從1565nm到1610nm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中的裝置，其中該第一泵浦單元包括多個(gè)獨(dú)立的泵浦源。
12.一種給一個(gè)光學(xué)增益介質(zhì)提供光泵浦能量的方法，該光學(xué)增益通過(guò)受激喇曼散射在第一波長(zhǎng)范圍和第二波長(zhǎng)范圍中的每個(gè)內(nèi)提供光學(xué)增益，該第二波長(zhǎng)范圍有比第一波長(zhǎng)范圍長(zhǎng)的波長(zhǎng)，但與該第一波長(zhǎng)范圍沒(méi)有重疊，該方法包括以下步驟用第一泵浦單元給增益介質(zhì)提供光泵浦能量，以在第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)增益；和用具有第一及第二泵浦源的第二泵浦單元給增益介質(zhì)提供光泵浦能量，第一泵浦源的光輸出在第二波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)增益，第二泵浦源的光輸出在第一波長(zhǎng)范圍產(chǎn)生信號(hào)增益，該裝置在僅有第一泵浦單元啟動(dòng)時(shí)或第一泵浦單元和第二泵浦單元都啟動(dòng)時(shí)工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多波段喇曼放大器泵浦源,其中一個(gè)光學(xué)泵浦裝置在單獨(dú)的C波段或C波段和L波段給喇曼放大器提供泵浦源。第一個(gè)泵浦單元在C波段給一個(gè)平坦的增益響應(yīng)提供必要的光泵浦能量。第二個(gè)泵浦單元以一個(gè)升級(jí)的模塊進(jìn)行操作,能夠?qū)⒈闷址秶鷶U(kuò)大到L波段。第二個(gè)泵浦單元提供兩種泵浦能量給增益光譜的擴(kuò)大部分,給C波段的泵浦能量也將補(bǔ)償增益光譜的任何破壞,這樣,一個(gè)平坦的增益響應(yīng)在C波段和L波段得以保持。
文檔編號(hào)H01S3/30GK1384567SQ0211843
公開(kāi)日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月26日
發(fā)明者尼古拉斯·金 申請(qǐng)人:Jds尤尼費(fèi)斯公司