專利名稱：光纖放大器及帶光纖放大器的傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分所述的一種光纖放大器以及一種帶有光纖放大器的傳輸系統(tǒng)。
在現(xiàn)有文獻(xiàn)中有許多光纖放大器已知技術(shù)。光纖放大器由特種光導(dǎo)纖維構(gòu)成，其纖維芯攙有稀土元素。通過(guò)用適當(dāng)?shù)募?lì)波長(zhǎng)激勵(lì)稀土元素離子，在纖維中產(chǎn)生一種可以被輸入光信號(hào)調(diào)用的轉(zhuǎn)換條件(inversion condition)。這樣的光纖放大器的放大曲線具有一個(gè)最大值，該最大值取決于所述稀土元素的種類和量，以及共攙雜情況。使用光纖傳輸系統(tǒng)的目的是要獲得盡可能寬而平的放大曲線。尤其是在波分復(fù)用傳輸(WDM)中，希望光纖放大器的放大曲線平而且充分寬。但是，光纖放大器的溫度特性導(dǎo)致了問(wèn)題。這種問(wèn)題是，光纖放大器的無(wú)源元件的光譜透射性，有源光纖的光譜特性尤其是放大曲線，都隨著溫度而變化。這種可變的溫度特性對(duì)于光纖放大器的放大曲線有不利影響，尤其是對(duì)所希望的平坦的放大曲線有不利影響。
在U.S.5 177 562中有一種方法用來(lái)影響所述對(duì)光纖放大器的放大曲線有不利影響的溫度特性。該文獻(xiàn)提出，通過(guò)優(yōu)化激勵(lì)激光的激勵(lì)特性以及激勵(lì)波長(zhǎng)，來(lái)對(duì)放大曲線施加合適的影響，以補(bǔ)償所述溫度效應(yīng)。該方法對(duì)放大光纖的特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償，但沒(méi)有將光纖放大器的其他元件的溫度特性考慮進(jìn)去。
相反，本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求所述特征的光纖放大器的優(yōu)點(diǎn)是，整個(gè)光纖放大器的光學(xué)特性得到了優(yōu)化，所述攙雜放大光纖的溫度特性由其他光學(xué)元件的溫度特性進(jìn)行了補(bǔ)償。這種通過(guò)選擇合適的材料或者合適的元件來(lái)對(duì)各元件的與溫度有關(guān)的光學(xué)特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆桨甘羌兇獾墓鈱W(xué)解決方案，不需要有電子調(diào)制和監(jiān)控。用這種方法，無(wú)需使用復(fù)雜的監(jiān)控設(shè)備和測(cè)量方法，即可實(shí)現(xiàn)在寬范圍溫度上的高穩(wěn)定性。由于使用的是純光學(xué)方案，所述光纖放大器具有非常強(qiáng)的溫度穩(wěn)定性，把這種光纖放大器安裝到傳輸系統(tǒng)中將優(yōu)化傳輸系統(tǒng)的溫度特性。
通過(guò)從屬權(quán)利要求中所述的措施，可以對(duì)獨(dú)立權(quán)利要求中所述的光纖放大器實(shí)現(xiàn)有益的擴(kuò)展和改進(jìn)。
如果需要的話，可以使用具有不同溫度特性的光學(xué)元件的任何組合。所述光學(xué)元件最好包括一個(gè)濾光器，尤其是布拉格濾光器，這種濾光器的溫度特性可以被精確地限定。
另外，為了在放大光纖中耦合信號(hào)光與激勵(lì)光，必須使用適當(dāng)?shù)鸟詈掀?，后者結(jié)合在所述光纖放大器中。通過(guò)對(duì)耦合器的溫度特性進(jìn)行合適的選擇，也可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。
另外，最好在光纖放大器中使用一種光學(xué)元件，由其構(gòu)成另一個(gè)攙雜光纖元件。該光纖元件最好連接到所述光纖放大器的信號(hào)分路。通過(guò)使用特殊的攙雜材料，可以以所希望的方式影響其溫度特性。該攙雜纖維元件也可以最好是級(jí)聯(lián)多級(jí)放大器中的下一個(gè)放大級(jí)。
在附圖中示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例在下文的說(shuō)明中加以詳細(xì)闡釋。
附圖中

圖1是一種光纖放大器的示意結(jié)構(gòu)，圖2是另一種結(jié)構(gòu)，圖3是一個(gè)多級(jí)放大器，圖4是溫度補(bǔ)償示意。
光纖放大器1具有一個(gè)光輸入端3和一個(gè)光輸出端4。所述輸入端和輸出端各自與一個(gè)光傳輸線路5相連。所述光纖放大器包括一個(gè)激勵(lì)光源8，后者通過(guò)一個(gè)耦合器9連接到放大光纖元件2。該放大光纖元件2另一方面連接到一個(gè)光學(xué)元件6。要被傳輸?shù)男盘?hào)通過(guò)所述光輸入端3進(jìn)入所述光纖放大器。
這是一個(gè)簡(jiǎn)單的舉例性實(shí)施例，用來(lái)說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“光纖放大器”是指包括所有光學(xué)和電子元件的一個(gè)整體設(shè)備。
在信號(hào)的傳播方向，來(lái)自激勵(lì)光源8的激勵(lì)光也通過(guò)耦合器9進(jìn)入。該光信號(hào)在所述放大光纖2中被放大。在本實(shí)施例中，放大光纖2的輸出在光學(xué)元件6的輸入端。光學(xué)元件可以是濾光器或者別的無(wú)源元件甚至有源元件。被放大后的光信號(hào)通過(guò)所述光輸出端4進(jìn)入所述傳輸線路5。
圖2示出了本發(fā)明的光纖放大器的另一種實(shí)施例。在本實(shí)施例中，放大光纖2與一光纖元件7相連。該光纖元件7可以進(jìn)行特殊攙雜，其溫度特性與所述放大光纖元件的溫度特性相反。
在圖3所示的實(shí)施例中，示出了一個(gè)多級(jí)光纖放大器。第一放大級(jí)的輸出端連接到下一放大級(jí)的輸入端。最好的解決方案是這樣選擇所述放大光纖2，使得所述兩個(gè)光纖元件的溫度特性是相反的。如圖3所示，在這樣的情況下，所述光學(xué)元件是由光纖元件2實(shí)現(xiàn)的。
圖4示出了一種光學(xué)元件的例子，其特性使得在某些情況下所述放大器可以對(duì)變化的溫度具有良好的穩(wěn)定性。這里使用了一種濾光器所示曲線圖示出了光譜衰減及其隨溫度的變化。該圖的上半部示出了衰減最強(qiáng)的波長(zhǎng)隨著光學(xué)元件6的溫度變化而發(fā)生的漂移。這里，最大值的漂移方向是在更長(zhǎng)波長(zhǎng)的方向。在圖4的下半部，簡(jiǎn)要示出了放大光纖2的溫度特性。這里，最大衰減的波長(zhǎng)是向更短的波長(zhǎng)漂移。對(duì)于光纖放大器的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，尤其有利的實(shí)施例是使用布拉格光柵(optical Bragg grating)。所述布拉格光柵不僅可以是濾光器，比如在玻璃襯底上實(shí)現(xiàn)的濾光器，而且可以是光纖布拉格光柵。從現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)中，例如從U.S.5 042 898，可以知道布拉格光柵的溫度特性，并且知道，可以用合適的手段使得布拉格光柵即使在溫度大范圍變化的情況下仍可保持穩(wěn)定。通過(guò)選擇光柵參數(shù)，并通過(guò)使用合適的封裝材料，可以調(diào)整布拉格濾光器的溫度特性和傳輸曲線。
對(duì)于所有的實(shí)施例，兩種激勵(lì)方式(在信號(hào)的相同方向或者相反方向)都可以考慮。選擇何種方式對(duì)于實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的沒(méi)有影響。
本發(fā)明的光信號(hào)傳輸系統(tǒng)還使用對(duì)溫度穩(wěn)定的光纖放大器，以便對(duì)于所有的傳輸波長(zhǎng)在寬范圍的溫度上實(shí)現(xiàn)最佳的放大效果。
權(quán)利要求
1.一種光纖放大器(1)，其包括至少一個(gè)攙有稀土元素的放大光纖元件(2)和至少一個(gè)光輸入端(3)和至少一個(gè)光輸出端(4)，其中，所述光輸入端和光輸出端與一個(gè)光傳輸線路(5)相連，其特征在于，該放大器(1)包括至少一個(gè)光學(xué)元件(6)，后者的隨溫度變化的光學(xué)特性與至少所述攙雜放大光纖(2)的光學(xué)特性相反。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)元件由一個(gè)光纖元件(7)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)元件由一個(gè)濾光器構(gòu)成。
4.如前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)所述的光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)元件由一個(gè)布拉格濾光器構(gòu)成。
5.如前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)所述的光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)元件由具有不同光學(xué)溫度特性的各種光學(xué)元件組合而成。
6.如前述權(quán)利要求之任何一項(xiàng)所述的光纖放大器，其特征在于，所述光學(xué)元件由另一種攙有稀土元素的光纖元件構(gòu)成。
7.具有至少一個(gè)光纖放大器并具有至少一個(gè)信息站和一個(gè)接收器的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，通過(guò)使用平衡的光學(xué)元件，可以使所述光纖放大器對(duì)于溫度變化保持光學(xué)特性穩(wěn)定。
8.如權(quán)利要求7所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，這種傳輸系統(tǒng)是一種波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求7所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于，這種傳輸系統(tǒng)是一種光孤子傳輸系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種光纖放大器和一種具有這樣的光纖放大器的傳輸系統(tǒng),其中,所述光纖放大器具有一個(gè)放大光纖元件(2)和至少一個(gè)光學(xué)元件(6),后者的溫度特性可以補(bǔ)償對(duì)所述光纖放大器的光學(xué)特性的影響。
文檔編號(hào)H04B10/294GK1257215SQ9912610
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月11日
發(fā)明者曼紐爾·埃德勒弗里格, 讓－弗朗哥斯·帕那弗 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司