一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，連接于光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)之間，包括第一連續(xù)泵浦激光器、復(fù)用器、光隔離器、光纖光柵、第二連續(xù)泵浦激光器、合波器和解復(fù)用器，光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)分別設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)光發(fā)送機(jī)通過(guò)多根第一光纖均與復(fù)用器相接，第一連續(xù)泵浦激光器通過(guò)第二光纖與復(fù)用器連接，復(fù)用器的輸出端通過(guò)第三光纖與光隔離器連接，光隔離器通過(guò)第四光纖與光纖光柵相連，光纖光柵的輸出端通過(guò)第五光纖連接有合波器，第二連續(xù)泵浦激光器與合波器相接，合波器輸出端通過(guò)第三光纖連接解復(fù)用器，解復(fù)用器通過(guò)多根第六光纖與多個(gè)光接收機(jī)相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)高增益且增益平坦輸出，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
【專利說(shuō)明】一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖通信系統(tǒng)中，即使單模光纖在1550nm的衰減系數(shù)僅為0.20dB/km,光信號(hào)在光纖中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸并在與其他器件之間的連接處也會(huì)引起光信號(hào)能量的損耗。因此，為了解決由于光纖衰減對(duì)光源和光接收機(jī)之間光纖長(zhǎng)度的限制問(wèn)題，一般每隔40?60km必須對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大處理,來(lái)補(bǔ)償光信號(hào)的傳輸損耗和延長(zhǎng)光源和光接收機(jī)之間的距離，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離或超長(zhǎng)距離的光纖傳輸。
[0003]在光放大器出現(xiàn)之前，解決信號(hào)光放大問(wèn)題的辦法是采用傳統(tǒng)的光電中繼。光電中繼放大光信號(hào)的過(guò)程是:首先將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大，最后將放大的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并送入光纖中進(jìn)行傳輸。光電中繼器是一個(gè)既光-電-光(0-E-0)轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理(再定時(shí)、再整形和再放大)功能為一體的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費(fèi)用昂貴且可靠性差。為了徹底解決光電中繼器存在的這些先天缺陷，人們研究了能夠直接放大光信號(hào)且體積緊湊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的光放大器。光放大器是一個(gè)模擬光學(xué)器件，其輸入和輸出信號(hào)相同，僅僅放大光強(qiáng)和附加噪聲，且具有簡(jiǎn)單和透明的特性，即在保持傳輸信號(hào)的形式，同時(shí)放大密集波分復(fù)用系統(tǒng)中多個(gè)業(yè)務(wù)不同的信號(hào)光。
[0004]而在現(xiàn)有的光纖放大器中，常用的摻雜光纖放大器(如摻鉺光纖放大器)的放大波長(zhǎng)范圍僅為C波段35nm (1530?1565nm)，并且其輸出信號(hào)光噪聲指數(shù)較高、輸出增益較低、增益平坦度較差。而As-S光纖拉曼放大器只要選擇合適的泵浦激光器波長(zhǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)任意波段特別是C波段的寬帶放大，并且其輸出增益高、增益平坦度好、響應(yīng)時(shí)間快、飽和輸出功率大且噪聲指數(shù)低，這對(duì)密集波分復(fù)用系統(tǒng)擴(kuò)容升級(jí)，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(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要提供一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，輸出增益高，增益平坦度好，響應(yīng)時(shí)間快，飽和輸出功率大，噪聲指數(shù)低且易于耦合，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的:
[0007]—種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，連接于光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)之間，包括第一連續(xù)泵浦激光器、復(fù)用器、光隔離器、光纖光柵、第二連續(xù)泵浦激光器、合波器和解復(fù)用器，所述光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)分別設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)光發(fā)送機(jī)的輸出端對(duì)應(yīng)地通過(guò)多根第一光纖與所述復(fù)用器的輸入端相接，所述第一連續(xù)泵浦激光器的輸出端通過(guò)第二光纖與所述復(fù)用器的輸入端相接，所述復(fù)用器的輸出端通過(guò)第一段第三光纖連接光隔離器的輸入端，所述光隔離器的輸出端通過(guò)第四光纖連接光纖光柵的輸入端，所述光纖光柵輸出端經(jīng)第五光纖與所述合波器的輸入端相接，所述第二連續(xù)泵浦激光器的輸出端通過(guò)第二段第二光纖與所述合波器的輸入端相接，所述合波器的輸出端通過(guò)第二段第三光纖連接解復(fù)用器的輸入端，所述解復(fù)用器輸出端通過(guò)多根第六光纖與多個(gè)光接收機(jī)相連；所述多個(gè)光發(fā)送機(jī)的中心波長(zhǎng)各不相同且多個(gè)光發(fā)送機(jī)中任意一個(gè)的中心波長(zhǎng)λ i均大于所述第一連續(xù)泵
浦激光器的中心波長(zhǎng)λ 1P和所述第二連續(xù)泵浦激光器的中心波長(zhǎng)λ 2P，且
【權(quán)利要求】
1.一種增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，連接于光發(fā)送機(jī)(I)和光接收機(jī)(14)之間，其特征在于，包括第一連續(xù)泵浦激光器(2)、復(fù)用器(3)、光隔離器(4)、光纖光柵(5)、第二連續(xù)泵浦激光器(11)、合波器(12)和解復(fù)用器(13)，所述光發(fā)送機(jī)(I)和光接收機(jī)(14)分別設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)光發(fā)送機(jī)(I)的輸出端對(duì)應(yīng)地通過(guò)多根第一光纖(6)與所述復(fù)用器(3)的輸入端相接，所述第一連續(xù)泵浦激光器(2 )的輸出端通過(guò)第二光纖(7 )與所述復(fù)用器(3 )的輸入端相接，所述復(fù)用器(3)的輸出端通過(guò)第一段第三光纖(8)連接光隔離器(4)的輸入端，所述光隔離器(4)的輸出端通過(guò)第四光纖(9)連接光纖光柵(5)的輸入端，所述光纖光柵(5)輸出端經(jīng)第五光纖(10)與所述合波器(12)的輸入端相接，所述第二連續(xù)泵浦激光器(11)的輸出端通過(guò)第二段第二光纖(15)與所述合波器(12)的輸入端相接，所述合波器(12)的輸出端通過(guò)第二段第三光纖(16)連接解復(fù)用器(13)的輸入端，所述解復(fù)用器(13)輸出端通過(guò)多根第六光纖(17)與多個(gè)光接收機(jī)(14)相連；所述多個(gè)光發(fā)送機(jī)(I)的中心波長(zhǎng)各不相同且多個(gè)光發(fā)送機(jī)(I)中任意一個(gè)的中心波長(zhǎng)λ i均大于所述第一連續(xù)泵浦激光器(2)的中心波長(zhǎng)λ 1P和所述第二連續(xù)泵浦激光器(11)的中心波長(zhǎng)λ2Ρ，且
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其特征在于:所述多個(gè)光發(fā)送機(jī)(I)中任意一個(gè)的中心波長(zhǎng)Xi與所述第一連續(xù)泵浦激光器(2)的中心波長(zhǎng)λ 1P滿足頻移計(jì)算公式Av=(IMip)-(IMi),其中，Λν為頻移量且Λν的取值范圍為280CHT1~344cm 1O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其特征在于:所述多個(gè)光發(fā)送機(jī)(I)中任意一個(gè)的中心波長(zhǎng)Xi與所述第二連續(xù)泵浦激光器(11)的中心波長(zhǎng)λ2Ρ滿足頻移計(jì)算公式Λ V= (I/ λ 2Ρ) — (I/ λ i)，其中，Λ V為頻移量且Λ V的取值范圍為344CHT1~408cm 1O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其特征在于:所述光纖光柵(5)中心波長(zhǎng)與第一連續(xù)泵浦激光器(2)中心波長(zhǎng)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其特征在于:所述第一段第三光纖(8)和第二段第三光纖(16)均為As-S高非線性光纖，所述As-S高非線性光纖的拉曼增益譜在280CHT1~408CHT1的頻移范圍內(nèi)歸一化拉曼增益系數(shù)取值范圍為IX 10_12m/W ~I X l(Tnm/W。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增益平坦的As-S光纖拉曼放大器，其特征在于:所述第一段第三光纖(8)的有效作用長(zhǎng)度Leff與所述第二段第三光纖(13)的有效作用長(zhǎng)度Leff,滿足計(jì)算公式:IikPp(O)Leff+!^ Pp' (O)Leff' ] = O,其中，Leff = l-e-° V a、Leff' = l-e_aL, /a，L、L'分別為第一段第三光纖(8)和第二段第三光纖(16)實(shí)際長(zhǎng)度，e為自然對(duì)數(shù)，α為泵浦光衰減系數(shù)，k為第一段第三光纖(8)頻移范圍為280CHT1~344CHT1內(nèi)的拉曼增益效率擬合直線斜率且取值為1.391 X 10_13m.cm/ff, k'為第二段第三光纖(16)頻移范圍為`344cm—1~408CHT1內(nèi)的拉曼增益效率擬合直線斜率且取值為-1.185X 10_13m.cm/ff, Pp(O)為所述第一連續(xù)泵浦激光器(2)在第一段第三光纖(8)輸入端的功率，Pp' (O)為所述第二連續(xù) 泵浦激光器(11)在第二段第三光纖(16)輸入端的功率。
【文檔編號(hào)】G02F1/39GK103731214SQ201410006730
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】鞏稼民, 趙云, 向紅麗, 寧博, 左旭, 冷斌, 姜小波 申請(qǐng)人:西安郵電大學(xué)