專(zhuān)利名稱(chēng)：用于放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置，這類(lèi)裝置包括一個(gè)使用中與至少一根輸入光纖線(xiàn)和至少一根輸出光纖線(xiàn)連接的光纖放大器，光信號(hào)通過(guò)輸入光纖線(xiàn)傳輸至該放大器，由該光纖放大器放大后傳輸入輸出光纖線(xiàn)。
已知，在光纖無(wú)線(xiàn)電通訊中，由于在光纖內(nèi)發(fā)生的不可避免的光損耗，沿著光纖的路徑總要產(chǎn)生信號(hào)的逐漸衰減。
為此，在必須長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)時(shí)，就必須根據(jù)預(yù)定的長(zhǎng)度間距把一個(gè)或多個(gè)放大裝置插入該光纖路徑中。
目前廣泛使用的一種放大裝置主要起作光纖放大器的作用，這種放大器在工作時(shí)與光纖連接，以便沿這些光纖的路徑限定出光信號(hào)通過(guò)其傳輸至放大器的輸入線(xiàn)和放大后的光信號(hào)經(jīng)其沿光接收器的方向傳輸?shù)妮敵鼍€(xiàn)。
目前使用的這些光纖放大器存在著某些缺點(diǎn)，這主要產(chǎn)生于下列事實(shí)到達(dá)放大器的不僅僅有待放大的有用信號(hào)，而且還有各種各樣的噪聲信號(hào)，這些信號(hào)也被放大并重新傳輸入輸出線(xiàn)。
人們發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)數(shù)量的噪聲信號(hào)來(lái)自輸出線(xiàn)，這是由光纖內(nèi)部不可避免地產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象引起的。
更準(zhǔn)確地說(shuō)，一部分形成放大信號(hào)的光由于光纖內(nèi)部發(fā)生的光散射現(xiàn)象而損失了。
一部分反向散射的光又回到該放大器，被重新放大后傳輸入輸出線(xiàn)。
而且，由于放大器的固有特性，人們認(rèn)為它要發(fā)射一定數(shù)量的噪聲信號(hào)，這些信號(hào)或傳輸入輸入線(xiàn)，或傳輸入輸出線(xiàn)。
由于上面所述的散射現(xiàn)象，這些噪聲信號(hào)部分返回到放大器與實(shí)際需要傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)相混合。
由此可知，進(jìn)入放大器的噪聲信號(hào)和它們產(chǎn)生的放大結(jié)果產(chǎn)生了干涉和差拍現(xiàn)象，對(duì)于具有相當(dāng)高增益值(＞15dB)的放大器來(lái)說(shuō)，這些現(xiàn)象能產(chǎn)生幅度大于由該放大器產(chǎn)生的已知噪聲的干涉測(cè)量噪聲。
這就導(dǎo)致沿放大器下行線(xiàn)路，有用信號(hào)和噪聲之間的比例產(chǎn)生了不希望有的下降。這種信/噪比的下降要靠增加光纖放大器的增益和增加光纖路徑中設(shè)置的放大器的數(shù)量來(lái)改善。
在這種情況下，要使有用信號(hào)傳到遠(yuǎn)離信號(hào)源處的接收器時(shí)仍保持充分清晰將非常困難。
由日本專(zhuān)利52-155901和63-219186以及“電子通訊”Vol.24，no.1，第7期，1988.1，第36～38頁(yè)上可知，在激光器或光半導(dǎo)體放大器中由于放大器端部的反射會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定并發(fā)生振蕩。
為了消除這些反射現(xiàn)象，上述專(zhuān)利和論文教導(dǎo)的方法是在半導(dǎo)體激光器上接-光隔離器，來(lái)防止由光纖線(xiàn)與裝置之間的耦合表面反射的光到達(dá)激光器。
在一有源光纖(active-fiber)放大器中，光纖線(xiàn)與放大器之間不存在界面，因?yàn)檫@些光纖線(xiàn)是直接焊到放大器的有源光纖上的，所以一般認(rèn)為沒(méi)有反射現(xiàn)象。
然而人們發(fā)現(xiàn)，在有源光纖放大器中，如果有源光纖沒(méi)有反射限制裝置，則由于發(fā)生干涉測(cè)量噪聲而不可能達(dá)到高的放大增益。干涉測(cè)量噪聲是由于光纖線(xiàn)本身的和至少對(duì)于朝向有源光纖的正向信號(hào)和反射信號(hào)間的差拍引起的，干涉測(cè)量噪聲的存在對(duì)低增益、結(jié)構(gòu)尺寸小的半導(dǎo)體放大器來(lái)說(shuō)不太重要，但對(duì)于能達(dá)到非常高的增益的有源光纖放大器來(lái)說(shuō)，這就變得十分重要，這種放大器的有源光纖長(zhǎng)度在幾十米的范圍內(nèi)，這遠(yuǎn)大于信號(hào)產(chǎn)生激光器的相干距離。
在光纖放大器中，問(wèn)題是要保護(hù)放大光纖以防這種噪聲源的干涉，并保持對(duì)該有源光纖的反射低于臨界值，以便在不危及傳輸質(zhì)量的同時(shí)維持高的放大增益值。
本發(fā)明的主要目的是要解決這些現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能明顯防止噪聲信號(hào)進(jìn)入光纖放大器的放大裝置。
本發(fā)明的這一目的和其它目的將在下面的描述中得到更清楚的表達(dá)。這是由放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置實(shí)現(xiàn)的。該裝置的特征為包括設(shè)置在所述放大器和輸出光纖線(xiàn)之間用于單方向選擇的第一裝置和在所述放大器和輸入光纖線(xiàn)之間用于單方向選擇的第二裝置，第一裝置用于防止來(lái)自所述輸出光纖線(xiàn)的光噪聲信號(hào)傳輸?shù)皆摲糯笃?，第二裝置用于防止來(lái)自放大器的噪聲信號(hào)傳輸?shù)剿鲚斎刖€(xiàn)。
進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例(不是唯一的)的詳細(xì)描述更好地表達(dá)。下面將參考附圖進(jìn)行描述，這只作為無(wú)限制作用的實(shí)例。

圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的放大裝置的框圖，其沿著光纖傳輸線(xiàn)排列。
圖中，參考號(hào)1表示按本發(fā)明的放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置整體結(jié)構(gòu)。
放大裝置1通常包括一個(gè)使用中與至少一根輸入光纖線(xiàn)3連接的光纖放大器2，通過(guò)輸入光纖線(xiàn)3傳輸由光傳輸器4發(fā)射來(lái)的光信號(hào)或由置于同一光纖線(xiàn)上行線(xiàn)路的與圖中所示類(lèi)似的放大裝置來(lái)的光信號(hào)。
該放大器2還連接到放大的光信號(hào)須傳入其中的輸出光纖線(xiàn)5，該光信號(hào)將通過(guò)輸出線(xiàn)被傳輸?shù)焦饨邮掌?或傳輸?shù)脚c圖中所示類(lèi)似的另一個(gè)放大裝置中。
根據(jù)本發(fā)明，放大裝置1還包括一設(shè)置在光纖放大器2和輸出光纖線(xiàn)5之間用于單向選擇的第一裝置7，以防止來(lái)自輸出線(xiàn)的噪聲光信號(hào)傳輸?shù)椒糯笃?，和一個(gè)設(shè)置在光纖放大器2和輸入線(xiàn)3之間用于單方向選擇的第二裝置8，以防止來(lái)自放大器的噪聲信號(hào)傳輸?shù)皆撦斎刖€(xiàn)中。
用于單方向選擇的裝置7和8最好分別包括至少一個(gè)第一光隔離器和至少一個(gè)第二光隔離器，兩個(gè)光隔離器都有低的光反射率。已知這些光隔離器7和8的反射率本身比形成輸入線(xiàn)3和輸出線(xiàn)5的光纖的雷利散射所引起的反射率低至少10dB。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的放大裝置的工作方式如下。
已知的方式是放大器2接收來(lái)自輸入線(xiàn)3的光信號(hào)并將此放大后的信號(hào)按輸出線(xiàn)5的方向傳輸。
除了上面所述的光信號(hào)，放大器還以已知的方式傳輸其噪聲信號(hào)。這些噪聲信號(hào)必然被傳入輸入線(xiàn)3和輸出線(xiàn)5。
本發(fā)明由于緊靠著放大器2的上行線(xiàn)路處有第二光隔離器8，這就使上面所述的噪聲信號(hào)不能進(jìn)入輸入線(xiàn)3。
如果沒(méi)有所述光隔離器，由于光纖內(nèi)產(chǎn)生的光散射現(xiàn)象放大后的噪聲信號(hào)進(jìn)入輸入線(xiàn)3將產(chǎn)生更多的噪聲信號(hào)，其中的一部分噪聲信號(hào)就會(huì)再次到達(dá)放大器2，結(jié)果與光傳輸器4傳輸來(lái)的有用的光信號(hào)產(chǎn)生差拍干涉。
本發(fā)明的裝置在緊靠著放大器2的下行線(xiàn)路處有第一光隔離器7，這就避免了由于光纖內(nèi)部發(fā)生光散射現(xiàn)象而沿輸出線(xiàn)5產(chǎn)生的噪聲信號(hào)到達(dá)放大器。如果沒(méi)有第一光隔離器7，這些噪聲信號(hào)就會(huì)被放大并和放大后的有用信號(hào)一起再次傳輸?shù)捷敵鼍€(xiàn)5中，因此產(chǎn)生了不希望有的干涉和/或差拍現(xiàn)象。
根據(jù)上面的敘述可知，使用本發(fā)明的裝置，到達(dá)輸出線(xiàn)5的信號(hào)只是由放大器2產(chǎn)生的放大了的有用信號(hào)和較少的可以忽略的噪聲信號(hào)。
因此，本發(fā)明的裝置實(shí)現(xiàn)了提出的目的。如上所述，由于緊靠著放大器的上行線(xiàn)路和下行線(xiàn)路處設(shè)置有光隔離器，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的放大裝置和現(xiàn)有技術(shù)相比能顯著地降低進(jìn)入放大器輸出線(xiàn)的噪聲信號(hào)。
這就進(jìn)而增加了放大器的有用的增益，并改進(jìn)了從發(fā)射器到互相距離一長(zhǎng)矩離處的接收器的光信號(hào)傳輸。
本發(fā)明在不偏離同一發(fā)明構(gòu)思的前提下能包括多種變形。
權(quán)利要求
1.一種用于放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置，包括一個(gè)使用中與至少一根輸入光纖線(xiàn)和至少一根輸出光纖線(xiàn)連接的光纖放大器，光信號(hào)通過(guò)輸入光纖線(xiàn)傳輸?shù)剿龇糯笃鳎善浞糯蠛髠鬏斎胼敵龉饫w線(xiàn)，其特征在于還包括設(shè)置在所述放大器和輸出光纖線(xiàn)之間用于單方向選擇的第一裝置，以防止噪聲光信號(hào)從所述輸出線(xiàn)傳輸至放大器；以及設(shè)置在所述放大器和輸入光纖線(xiàn)之間用于單方向選擇的第二裝置，以防止噪聲信號(hào)從放大器傳輸?shù)剿鲚斎刖€(xiàn)；所述第一和第二選擇裝置至少分別包括一個(gè)第一光隔離器和一個(gè)第二光隔離器，所述光隔離器的反射率至少比形成所述輸入和輸出線(xiàn)的光纖的雷利散低10dB。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于放大光纖傳輸線(xiàn)中光信號(hào)的裝置，它包括一光纖放大器和第一、第二光隔離器，光信號(hào)經(jīng)輸入光纖線(xiàn)傳輸入該放大器，并在放大后傳入輸出光纖線(xiàn)。第一和第二光隔離器設(shè)置在光纖放大器和輸入、輸出線(xiàn)之間，防止噪聲光信號(hào)從放大器傳輸?shù)捷斎刖€(xiàn)和從輸出線(xiàn)傳輸?shù)椒糯笃鳌?br> 文檔編號(hào)H04B10/02GK1048961SQ90104609
公開(kāi)日1991年1月30日 申請(qǐng)日期1990年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月17日
發(fā)明者吉奧爾吉奧·格拉斯歐, 阿爾道·理格海蒂 申請(qǐng)人:卡維·皮雷利公司