一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的制造方法
【專利摘要】一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，本實用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種摻鉺光纖放大器。本實用新型是為了解決現(xiàn)有摻鉺光纖放大器，不能夠同時滿足增益平坦和增益穩(wěn)定的問題。本實用新型所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，采用一對弱反射率的光纖布喇格光柵構(gòu)成諧振腔，替代了原有光纖放大器的增益穩(wěn)定元件，諧振腔與光學(xué)濾波器協(xié)同工作，降低增益箝制效應(yīng)對增益譜平坦度的影響，同時實現(xiàn)了摻鉺光纖放大器增益譜的穩(wěn)定與平坦。同時本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、易于實現(xiàn)且價格低廉。本實用新型所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，適用于密集波分復(fù)用通訊網(wǎng)絡(luò)中進行功率補償器件。
【專利說明】一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻銀光纖放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種摻鉺光纖放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]摻鉺光纖放大器(EDFA)是密集波分復(fù)用通訊網(wǎng)絡(luò)中重要的功率補償器件。它具有高增益、寬工作帶寬、低噪聲等優(yōu)點，通過與光學(xué)濾波器協(xié)同工作，可實現(xiàn)約40nm(1525nm?1565nm)的平坦增益譜。然而，由于注入信號光功率的起伏、以及輸入信道波長數(shù)目的起伏，易使得摻雜光纖產(chǎn)生空間燒孔與弛豫振蕩現(xiàn)象，并進而導(dǎo)致EDFA系統(tǒng)信號增益譜的功率起伏?；谥C振腔原理，如環(huán)形腔結(jié)構(gòu)、光纖光柵法-柏腔結(jié)構(gòu)等，是典型EDFA系統(tǒng)全自動增益穩(wěn)定控制方案。它通常由兩個反射率達90%以上的光纖布喇格光柵組成諧振腔，回饋鉺離子的自發(fā)輻射，使得摻鉺光纖放大器在諧振波長下形成自激振蕩，自動產(chǎn)生補償信號，實現(xiàn)對應(yīng)增益譜的箝制。增益穩(wěn)定性是摻鉺光纖放大器系統(tǒng)的重要評價指標(biāo)之一。一般而言，光柵的反射率越高，增益穩(wěn)定的控制范圍與控制效果越佳。值得注意的是，上述方法是以犧牲增益功率和增益帶寬為代價的。換言之，在高反射率光纖布喇格光柵控制下的EDFA系統(tǒng)，其增益平坦與增益穩(wěn)定要求難以同時得到保證。目前基于高反射率諧振腔的增益穩(wěn)定控制方法無法滿足放大器系統(tǒng)的增益譜平坦度要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型是為了解決現(xiàn)有摻鉺光纖放大器，不能夠同時滿足增益平坦和增益穩(wěn)定的問題，現(xiàn)提供一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器。
[0004]一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，它包括:連續(xù)波長激光器陣列、波分復(fù)用器、稱合器、泵浦源、第一光纖布喇格光柵、第一摻鉺光纖、光學(xué)濾波器、第二摻鉺光纖、第二光纖布喇格光柵；
[0005]連續(xù)波長激光器陣列發(fā)出的信號光透過波分復(fù)用器入射到耦合器中，泵浦源發(fā)出的泵浦激光入射到耦合器中，信號光和泵浦激光經(jīng)耦合器耦合，然后將耦合后的光入射到第一光纖布喇格光柵中，第一光纖布喇格光柵將該光透射到第一摻鉺光纖中，第一摻鉺光纖將該光透射到光學(xué)濾波器中，光學(xué)濾波器濾波后的光透射到第二摻鉺光纖中，第二摻鉺光纖將光學(xué)濾波器濾波后的光透射到第二光纖布喇格光柵中。
[0006]上述摻鉺光纖放大器還包括:光纖光譜儀；所述光纖光譜儀用于檢測第二光纖布喇格光柵中光的光譜。
[0007]上述摻鉺光纖放大器還包括:波分復(fù)用分析儀；所述波分復(fù)用分析儀用于檢測第二光纖布喇格光柵中光的增益變化。
[0008]本實用新型所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，米用一對弱反射率的光纖布喇格光柵構(gòu)成諧振腔，替代了原有光纖放大器的增益穩(wěn)定元件，諧振腔與光學(xué)濾波器協(xié)同工作，降低增益箝制效應(yīng)對增益譜平坦度的影響，同時實現(xiàn)了摻鉺光纖放大器增益譜的穩(wěn)定與平坦。同時本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、易于實現(xiàn)且價格低廉。本實用新型所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，適用于密集波分復(fù)用通訊網(wǎng)絡(luò)中進行功率補償器件。
[0009]說明書附圖
[0010]圖1為一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2為一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的1530nm處增益穩(wěn)定性測試曲線圖；
[0012]圖3為一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的1540nm處增益穩(wěn)定性測試曲線圖；
[0013]圖4為一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的1550nm處增益穩(wěn)定性測試曲線圖；
[0014]圖5為一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的1560nm處增益穩(wěn)定性測試曲線圖。
【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一:參照圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，它包括:連續(xù)波長激光器陣列1、波分復(fù)用器2、率禹合器3、泵浦源4、第一光纖布喇格光柵5、第一摻鉺光纖6、光學(xué)濾波器7、第二摻鉺光纖
8、第二光纖布喇格光柵9 ；
[0016]連續(xù)波長激光器陣列I發(fā)出的信號光透過波分復(fù)用器2入射到耦合器3中，泵浦源4發(fā)出的泵浦激光入射到耦合器3中，信號光和泵浦激光經(jīng)耦合器3耦合，然后將耦合后的光入射到第一光纖布喇格光柵5中,第一光纖布喇格光柵5將該光透射到第一摻鉺光纖6中，第一摻鉺光纖6將該光透射到光學(xué)濾波器7中，光學(xué)濾波器7濾波后的光透射到第二摻鉺光纖8中，第二摻鉺光纖8將光學(xué)濾波器7濾波后的光透射到第二光纖布喇格光柵9中。
[0017]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述摻鉺光纖放大器還包括:光纖光譜儀10 ;所述光纖光譜儀10用于檢測第二光纖布喇格光柵9中光的光譜。
[0018]【具體實施方式】三:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述摻鉺光纖放大器還包括:波分復(fù)用分析儀11 ;所述波分復(fù)用分析儀11用于檢測第二光纖布喇格光柵9中光的增益變化。
[0019]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】一、二或三所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述連續(xù)波長激光器陣列I為發(fā)出的激光波長范圍在1525nm至1565nm之間，波長數(shù)為8，波長間隔為5nm的激光器陣列，連續(xù)波長激光器陣列I中的激光器為功率為-1OdBm的激光器。
[0020]【具體實施方式】五:本實施方式是對【具體實施方式】一、二或三所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述泵浦源4為分布式反饋半導(dǎo)體激光器，功率為100mW，功率穩(wěn)定度為1%，泵浦源4為發(fā)出激光的波長為98Onm的半導(dǎo)體激光器。
[0021]【具體實施方式】六:本實施方式是對【具體實施方式】一、二或三所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述光學(xué)濾波器7為中心波長為1532nm，帶寬為10nm，調(diào)制深度為6.5dB，透過率為90%的濾波器。
[0022]【具體實施方式】七:本實施方式是對【具體實施方式】一、二或三所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，所述第一摻鉺光纖6和第二摻鉺光纖8的長度均為長度為2.5m，濃度為400ppm，光纖數(shù)值孔徑為0.22，截止波長為980nm的摻鉺光纖。
[0023]【具體實施方式】八:本實施方式是對【具體實施方式】一、二或三所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器作進一步說明，本實施方式中，第一光纖布喇格光柵5和第二光纖布喇格光柵9均為中心波長為1530nm，帶寬為2nm，反射率為37.5%的光纖布喇格光柵。
[0024]摻鉺光纖經(jīng)980nm泵浦源激勵后,在1525nm~1565nm形成增益譜,對注入信號光進行信號補償。增益譜在1530nm附近存在5dB~8dB的凸起。光學(xué)濾波器7能夠消除該凸起，實現(xiàn)對應(yīng)的增益譜平坦。同時，分布在摻鉺光纖兩端的弱反射率光纖布喇格光柵構(gòu)成諧振腔，抑制增益譜的功率起伏。
[0025]1、一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的增益普測定:
[0026]調(diào)節(jié)泵浦源驅(qū)動電流，令其工作在閾值以上，檢測功率計數(shù)值，當(dāng)讀數(shù)為IOOmW時，穩(wěn)定驅(qū)動電流值。此時，在無信號光注入，未施加光學(xué)濾波器和光纖光柵條件下，第一摻鉺光纖和第二摻鉺光纖受泵浦源激勵，處于放大自發(fā)輻射狀態(tài)，其輸出光譜呈現(xiàn)超熒光寬帶特性，系統(tǒng)在1530nm處存在約6.5dB的凸起。
[0027]2、一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的平坦度測試:
[0028]信號光經(jīng)波分復(fù)用器注入到第一摻鉺光纖中，此時，光學(xué)濾波器作為增益平坦器件，第一光纖布喇格光柵和第二光纖布喇格光柵作為增益穩(wěn)定器件，獲得的結(jié)果為:信號光的最小增益為6.621dB (1530nm)，最大增益為7.363dB (1548nm)。定義增益平坦度為
[0029]Gr = ±Gmax~Gmin
[0030]其中,Gmax為最大增益,Gmin為最小增益；因此,在1525nm~1565nm帶寬范圍內(nèi)，所述系統(tǒng)的增益平坦度為±0.37dB。
[0031]3、一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器的增益譜穩(wěn)定性測試:
[0032]在信號光注入條件下，光學(xué)濾波器作為增益平坦器件，第一光纖布喇格光柵和第二光纖布喇格光柵作為增益穩(wěn)定器件。為測定對應(yīng)所述系統(tǒng)的增益穩(wěn)定性能，分別選取中心波長位于1530nm、1540nm、1550nm、1560nm的信號光作為評測對象，如圖2、圖3、圖4和圖5所示。令注入光的功率在OdBm~-30dBm間變化，則在_30dBm~-15dBm的區(qū)間內(nèi)，信號光的增益值始終穩(wěn)定在7.35dB ;在OdBm~-1OdBm區(qū)間，信號光的增益變化較大，-1OdBm處，信號光增益值約為7.32dB。定義增益穩(wěn)定度(_30dBm~-1OdBm)為:

I 11
[0033]Gs , Giaaxj — GrnJn-

n i=l
[0034]其中，i為對應(yīng)的信號光，η為總的信號光數(shù)目。因此，所述系統(tǒng)的增益穩(wěn)定度為±0.025dB。值得注意的是，光纖布喇格光柵所構(gòu)成的弱反射率諧振腔導(dǎo)致信號光在1525nm~1565nm范圍內(nèi)的整體增益下降約3dB。
【權(quán)利要求】
1.一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，它包括:連續(xù)波長激光器陣列(I)、波分復(fù)用器(2)、耦合器(3)、泵浦源(4)、第一光纖布喇格光柵(5)、第一摻鉺光纖(6)、光學(xué)濾波器(7)、第二摻鉺光纖(8)、第二光纖布喇格光柵(9); 連續(xù)波長激光器陣列(I)發(fā)出的信號光透過波分復(fù)用器(2 )入射到耦合器(3 )中，泵浦源(4)發(fā)出的泵浦激光入射到耦合器(3)中，信號光和泵浦激光經(jīng)耦合器(3)耦合，然后將率禹合后的光入射到第一光纖布喇格光柵(5)中，第一光纖布喇格光柵(5)將該光透射到第一摻鉺光纖(6)中，第一摻鉺光纖(6)將該光透射到光學(xué)濾波器(7)中，光學(xué)濾波器(7)濾波后的光透射到第二摻鉺光纖(8)中，第二摻鉺光纖(8)將光學(xué)濾波器(7)濾波后的光透射到第二光纖布喇格光柵(9)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，它還包括:光纖光譜儀(10);所述光纖光譜儀(10)用于檢測第二光纖布喇格光柵(9)中光的光譜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，它還包括:波分復(fù)用分析儀(11);所述波分復(fù)用分析儀(11)用于檢測第二光纖布喇格光柵(9)中光的增益變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，所述連續(xù)波長激光器陣列(I)為發(fā)出的激光波長范圍在1525nm至1565nm之間，波長數(shù)為8，波長間隔為5nm的激光器陣列，連續(xù)波長激光器陣列(I)中的激光器為功率為-1OdBm的激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，所述泵浦源(4)為分布式反饋半導(dǎo)體激光器，功率為100mW，功率穩(wěn)定度為1%，泵浦源(4)為發(fā)出激光的波長為980nm的半導(dǎo)體激光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)濾波器(7)為中心波長為1532nm，帶寬為10nm，調(diào)制深度為6.5dB，透過率為90%的濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，所述第一摻鉺光纖(6)和第二摻鉺光纖(8)的長度均為長度為2.5m,濃度為400ppm，光纖數(shù)值孔徑為0.22，截止波長為980nm的摻鉺光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種基于弱反射率光纖布喇格光柵的摻鉺光纖放大器，其特征在于，第一光纖布喇格光柵(5)和第二光纖布喇格光柵(9)均為中心波長為1530nm，帶寬為2nm，反射率為37.5%的光纖布喇格光柵。
【文檔編號】H01S3/081GK203617538SQ201320863104
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】楊九如, 張甲笑, 李彥超 申請人:黑龍江大學(xué)