專利名稱：抽運光纖放大器中的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來講，本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，具體來講，涉及把雙波長抽運方案用于放大光信號的摻銩光纖放大器。
背景技術(shù)：
光纖越來越多地廣泛用于通信已經(jīng)使增加光纖通信容量的裝置引起極大重視。波分復(fù)用(WDM)信號的使用是增加傳輸容量的有效方式，因為在光纖中同時使用均能夠傳送信號的多個分開的波段。
光放大器用來補償光通信系統(tǒng)內(nèi)的光纖鏈接和分路損耗。WDM技術(shù)要求在寬的波長譜中的放大，這通常通過讓各自可工作于波長譜的一部分的多個光放大器并行工作來實現(xiàn)。采取放大光纖形式的適合于WDM的各種摻雜稀土元素的光放大器是本領(lǐng)域已知的。光纖放大器通常由光學(xué)材料、如玻璃與稀土摻雜劑結(jié)合并配置成光波導(dǎo)而構(gòu)成。摻雜稀土元素的石英光纖是目前流行的，部分是因為它們提供單模導(dǎo)波光學(xué)的優(yōu)點。光纖放大器可以制成在大的波長范圍上工作，由基質(zhì)與稀土摻雜劑的原子屬性來控制。在它們的基本操作中，來自抽運源的抽運光用來把放大光纖中的摻雜劑原子從基態(tài)激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)。受激發(fā)的原子被特征波長的入射信號激勵，以相同波長的光的形式發(fā)出能量，該發(fā)射導(dǎo)致信號的放大。該過程稱作受激發(fā)射。在受激發(fā)射之后，原子處于終止態(tài)。增益應(yīng)該高，效率也一樣。定義為信號輸出功率除以信號輸入功率的放大器增益應(yīng)該盡量高。另外，作為對于特定抽運功率得到的增益來測量的放大器效率應(yīng)該盡量高。另外，在放大器計劃用于的頻率范圍上，增益應(yīng)該最好是基本平坦的，即，與入射光的頻率無關(guān)。
對于所謂的S波段(1450-1520nm)中的放大，更多關(guān)注的是摻銩光纖放大器(TDFA)。受激發(fā)射的有效躍遷是在亞穩(wěn)態(tài)3H4能級到更低的3F4終止能級之間，提供波長大約為1470nm的輸出信號。使用TDFA作為光放大器存在的一個眾所周知的問題是，與3F4能級相比，3H4能級具有較短的使用期限。實際上，這導(dǎo)致即使成功地實現(xiàn)了到3H4能級的抽運激發(fā)，受激發(fā)射也會因3F4能級上粒子積聚而受到削弱。這導(dǎo)致較差的增益。
已經(jīng)報道了提高TDFA的增益的若干嘗試，包括通過例如以下文獻提供的相同波長和各種雙波長抽運方案反復(fù)抽運的上變換抽運F.Roy、D.Bayart、A.Le Sauze和P.Baniel的“采用雙波長抽運方案的摻銩光纖放大器的噪聲和增益波段管理”，IEEE Photon.Technol.Lett.，13，788-790，(2001)；T.Kasamatsu、Y.Yano和H.Sekita的“具有1.05和1.56μm雙波長抽運的1.50μm波段增益偏移摻銩光纖放大器”，Opt.Lett.，24，1684-1686，(1999)；T.Kasamatsu、Y.Yano和T.Ono的“增益偏移摻銩光纖放大器的激光二極管抽運(1.4和1.56μm)”，Electron.Lett.，36，1607-1609，(2000)；T.Kasamatsu、Y.Yano和T.Ono的“1.48-1.51μm波長范圍中的WDM信號的增益偏移雙波長抽運摻銩光纖放大器”，IEEE Photon.Technol.Lett.，13，31-33，2001；F Roy、F.Leplingard、L.Lorey、A.Le Sauze、P.Baniel、D.Bayart的“單抽運增益偏移摻銩光纖放大器中的48％功率轉(zhuǎn)換效率”，Electronics Letters，3715，943-945，2001；T.Kasamatsu、Y.Yano、T.Ono的“在1480-1510nm波段中工作的激光二極管抽運的高效增益偏移摻銩光纖放大器”，IEEE Photonics Technology Letters，135，433-435，2001；TadashiSakamoto的“S波段光纖放大器”，Optical Fiber CommunicationConference and Exhibit，2 TuQl-1-TuQl-4，2001；B.Cole、M.L.Dennis“摻銩石英光纖中的S波段放大”，Optical Fiber CommunicationConference and Exhibit，2，TuQ3-1-TuQ3-3，2001；T.Kasamatsu、Y.Yano、T.Ono的“在1480-1510nm波段工作的激光二極管抽運的高效增益偏移摻銩光纖放大器”，Optical Fiber CommunicationConference and Exhibit，2，TuQ4-1-TuQ4-3，2001；F.Roy、P.Baniel、C.Fages、J.J.Girard、A.Le Sauze、D.Bayart的“摻銩光纖放大器的增益波段管理的最佳抽運方案”，Optical Fiber CommunicationConference and Exhibit，2，TuQ7-1-TuQ7-4，2001；F.Roy、F.Leplingard、L.Lorey、A.Le Sauze、P.Baniel、D.Bayart的“單抽運增益偏移摻銩光纖放大器中的48％功率轉(zhuǎn)換效率”，Optical Fiber CommunicationConference and Exhibit，PD2_1-PD2_3，2001；F.Roy、D.Bayart、P.Baniel的“摻銩光纖放大器的新穎抽運方案”，Optical Fiber CommunicationConference，2，14-16，2000。
在雙波長抽運過程中，第一光子增加較低的3F4能級的粒子數(shù)，而第二光子則負責(zé)增加較高3H4能級的粒子數(shù)，同時減少3F4(較低)能級的粒子數(shù)，以便允許粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。已報道的波長對于第一抽運為1050-1550nm，對于第二抽運約為1400nm，通常需要200-500mW的總抽運功率來達到27dB增益。
美國專利6407853所公開的是適用于TDFA的雙抽運方案。宜為800nm的第一抽運波長把摻雜劑從基態(tài)能級(3H6)直接激發(fā)到3H4能級。1440nm的第二抽運波長用來減少3F4能級的粒子數(shù)，由此促進受激發(fā)射。
現(xiàn)有技術(shù)代表了摻銩光纖放大器使用方面的明顯改進。但是，對于在通信系統(tǒng)中的廣泛使用，需要進一步提高放大器的效率，以及使用可以低成本半導(dǎo)體激光器實現(xiàn)的抽運波長。
發(fā)明概述客觀問題是提供一種以高增益和高功率效率放大光信號的方法和設(shè)備，以便于以合理的成本生產(chǎn)高效的光放大器。
該問題通過權(quán)利要求13中定義的組件以及權(quán)利要求1中定義的方法來解決。
在根據(jù)本發(fā)明的摻銩光纖放大器中放大光信號的方法包括以下步驟通過采用第一波長的輻射來抽運，實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第一次沉積；以及通過采用第二波長的輻射來抽運，實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第二次沉積。第一波長的輻射設(shè)置成通過單光子吸收來引起銩摻雜劑的3H4能級的粒子數(shù)增加，以及第二波長的輻射主要通過單光子的受激吸收、最好是通過強受激態(tài)吸收將3F4能級的粒子數(shù)移至3F2能級。這些步驟實現(xiàn)3H4與3F4能級之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，有助于功率效率高的高增益放大。
在根據(jù)本發(fā)明的摻銩光纖放大器中放大光信號的放大組件包括第一能量沉積部件，用于通過采用第一波長的輻射來抽運，把能量沉積到光纖放大器中；以及第二能量沉積部件，用于通過采用第二波長的輻射來抽運，把能量沉積到光纖放大器中。第一波長的輻射設(shè)置成通過單光子吸收引起銩摻雜劑的向3H4能級的粒子數(shù)增加，以及第二波長的輻射通過單光子的受激吸收、最好是通過強受激態(tài)吸收把3F4能級的粒子數(shù)移至3F2能級，從而實現(xiàn)3H4與3F4能級之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法所提供的一個優(yōu)點在于，利用較低功率實現(xiàn)高放大增益。
本發(fā)明所提供的另一個優(yōu)點在于，可使用低成本激光二極管。
根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的主要優(yōu)點在于成本低、然而效率高，因此可生產(chǎn)在市場上具有吸引力的光放大器。
附圖概述下面在結(jié)合附圖的詳細說明中更完整地描述以上概述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖中相同的參考標號表示相同元件，其中

圖1a-c是根據(jù)本發(fā)明的雙波長抽運組件的示意圖；圖2是Tm摻雜劑原子中的相關(guān)能級和躍遷的示意說明；圖3是說明利用本發(fā)明的方法的銩的放大自發(fā)發(fā)射的圖表；
圖4是說明利用本發(fā)明的方法的增益的圖表；圖5是本發(fā)明的一個實施例的示意圖；圖6是本發(fā)明的一個實施例的示意圖；以及圖7是本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
本發(fā)明的詳細說明現(xiàn)在參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。
在圖1a中，示意說明雙抽運光放大器的基本設(shè)置。通常波長為1470nm的S波段中的信號在信號媒體100、例如光纖中傳送。具有第一抽運波長λp1的第一抽運裝置110例如通過第一WDM光纖耦合器單元120光耦合到信號媒體100。第二抽運波長λp2由例如通過第二WDM光纖耦合器單元140光耦合到信號媒體100的第二抽運裝置130產(chǎn)生。光子的受激發(fā)射、即放大在摻銩材料的放大器光纖150中發(fā)生。放大器光纖具有用于接收輸入信號以及來自抽運裝置的同向傳輸光子的輸入端160以及用于放大后的光信號的輸出端170。在圖1a-c中，實線箭頭表示信號的方向，而虛線箭頭表示抽運光的方向。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，放大組件可通過各種方式來實現(xiàn)。
圖1b示意說明把信號和抽運光耦合到放大光纖的一種常用的備選方法。WDM光纖耦合器單元125用于把抽運裝置115產(chǎn)生的抽運光以及在信號媒體100中傳送的信號直接耦合到放大器光纖150。因此，WDM光纖耦合器單元本身是把信號和抽運光耦合到放大光纖的地方。
或者，抽運光可與待放大的信號反向傳播耦合或分離，使得一個抽運波長與信號同向傳播，另一個抽運波長與信號反向傳播。這種放大設(shè)置在圖1c中示意說明。通常波長為1470nm的S波段中的信號在信號媒體100中傳送。第一抽運波長λp1由第一抽運裝置110產(chǎn)生。第一WDM光纖耦合器單元120把第一抽運波長和信號耦合到放大光纖150的一端。第二WDM光纖耦合器單元140把第二抽運裝置130產(chǎn)生的第二抽運波長λp2耦合到放大光纖150的另一端。第二WDM光纖耦合器單元140還提供用于放大后的信號的輸出端175。這種設(shè)置可有利地把剩余抽運光與放大后的信號分離。與一種波長相關(guān)的WDM光纖耦合器單元還有助于消除沒有被放大光纖所吸收的另一波長的光。
在抽運裝置110、130中產(chǎn)生的不同波長的光可源自各種市場上現(xiàn)有的光源，包括光纖激光器、可調(diào)諧激光器和激光二極管。對于商業(yè)應(yīng)用，則價格和可靠性極為重要，激光二極管尤其受到關(guān)注。產(chǎn)生適當波長的光的激光二極管在市場上可買到。
下面將給出實現(xiàn)本發(fā)明的方法的放大組件的實施例。
參照圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的方法、即雙波長抽運方案，圖2說明摻銩光纖放大器的能級。根據(jù)本發(fā)明，第一抽運波長λp1應(yīng)該最好是大約800nm，隨后的第二抽運波長λP2最好是大約1050nm或980nm。已經(jīng)證明，與現(xiàn)有技術(shù)的抽運方案相比，所述波長的選擇在增益、頻率相關(guān)性和放大方面提供了極佳結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的方案的主要優(yōu)點依靠以下事實λp1～800nm抽運波長通過單光子吸收來增加上放大能級3H4的粒子數(shù)，如圖2所示。吸收截面高(參見下表I)，確保有效地利用抽運功率。第二波長λp2主要通過單光子的受激吸收來幫助減少下能級3F4的粒子數(shù)。λp2～1050nm通過強受激態(tài)吸收(ESA)提供的到能級3F2的躍遷的出現(xiàn)概率高(參見表I中的截面)。它還同時增加能級3H4的粒子數(shù)(通過3F2)，兩種作用有益于創(chuàng)建粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。眾所周知，1050nm抽運單獨可用于提供放大，但由于能級3F4到3H5的極低的基態(tài)吸收(GSA)而需要高功率，其截面不應(yīng)該與表I所示的1064nm截面相差太多。表示本發(fā)明的一個備選實施例的λp2～980nm的使用產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但效率略低。但是，使用λp2～980nm可能在商業(yè)上具有吸引力，因為提供980nm的便宜且功能強的激光二極管是可買到的。
表I-摻銩ZBLAN光纖中的若干躍遷的截面在圖3中說明本發(fā)明的抽運方案的優(yōu)點，其中，～1470nm在分別由各個波長λp1和λp2抽運時以及由兩個波長共同抽運時放大自發(fā)發(fā)射(ASE)波段。從圖3看來，與每一個波長單獨抽運TDFA時相比，ASE功率在共同使用兩個波長時顯著提高應(yīng)該是明顯的。本發(fā)明的優(yōu)點還在圖4中進一步說明，圖4通過圖表說明本發(fā)明的雙抽運方案的增益和噪聲指數(shù)?！?00nm波長被添加到1050nm抽運時的小信號增益的增加(圖中的實心正方形)是顯著的。值得注意的是，只有～800nm抽運是不足以創(chuàng)建粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的，而只有1050nm抽運則可以。但是，對于所使用的1050nm的抽運功率，獲得大約7-8dB的極小增益(這里所述的全部增益均為內(nèi)部的，即光纖增益)(空心正方形)。對該光纖的預(yù)先測量已經(jīng)表明，僅通過在1050nm的抽運，可獲得超過20dB的增益，但對應(yīng)于極高功率(超過300mW)。在我們的雙波長抽運TDFA中，對于總共153mW的抽運功率，在大約40nm的帶寬上獲得超過20dB的增益。對于雙抽運測量了低于5dB的噪聲指數(shù)(實心三角形)，它接近對于TDFA的3dB的預(yù)期限度?？赏ㄟ^調(diào)整兩個波長的抽運功率來進一步優(yōu)化增益。例如，對于180mW的總抽運功率(1050nm的100mW以及794nm的80mW)，獲得27dB的增益?？赏ㄟ^調(diào)整銩離子濃度、摻雜光纖長度以及兩個抽運的精確波長和功率，獲得在增益和增益平坦度方面對TDFA的優(yōu)化。波長通常且最好是分別在λp1～800nm±10nm和λp2～1055nm±10nm的范圍內(nèi)，或者分別在λp1～800nm±10nm和λp2～980nm±10nm的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的抽運方法可概述為以下主要步驟
(a)通過采用第一波長的輻射來抽運實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第一次沉積，其中第一波長的輻射通過單光子吸收引起銩摻雜劑的3H4能級的粒子數(shù)增加。第一波長最好是800nm±10nm。
(b)通過采用第二波長的輻射來抽運實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第二次沉積，其中第二波長的輻射通過單光子的受激吸收、最好是通過強受激態(tài)吸收，把3F4能級的粒子數(shù)移至3F2能級。另外，第二波長的輻射同時還增加3H4能級到3F2能級的粒子數(shù)。第二波長最好是1055nm±10nm或者980nm±10nm。
這兩個主要步驟實現(xiàn)3H4與3F4能級之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，因此實現(xiàn)增益和放大的顯著提高。
作為實現(xiàn)以及用于上述結(jié)果的設(shè)置的一個實例，在1050nm工作的二極管抽運Yb光纖激光器可用于得到λp2。對于λp1～800nm的其它抽運源，可使用鈦-藍寶石可調(diào)諧cw激光器。cw半導(dǎo)體二極管激光器代表一種較低成本的備選方案。單通道測試信號可由cw可調(diào)諧激光二極管源來提供，但WDM操作也是可行的。摻銩光纖可在市面上向例如Le Verre Fluoré購買。表II中提供了適用于本發(fā)明方法的所謂ZBLAN(ZrP4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)光纖的典型特性。
表II-摻銩ZBLAN光纖的特性上述ZBLAN光纖應(yīng)該被視為非限定實例。許多材料參數(shù)可能變化，并且該材料仍然可用作光放大器中的增益材料。一部分參數(shù)甚至可以被改變，從而優(yōu)化放大組件的性能，例如Tm摻雜濃度。Tm摻雜濃度通常為2000ppm，但其它濃度展示了有前途的結(jié)果，尤其是較高的濃度。甚至大約5000ppm的Tm摻雜濃度可有利地與根據(jù)本發(fā)明的抽運方案結(jié)合使用。
許多商業(yè)上使用的光纖是基于石英玻璃，它即使在高溫也是穩(wěn)定的，并且能夠與現(xiàn)有機器以極低的損耗接合。目前，石英光纖因聲子散射而與S波段中的Tm放大器不兼容。因此，使用基于氟化物材料的光纖、如ZBLAN。不斷開發(fā)、測試和使用了其它類型的光纖材料，例如碲化物光纖。此領(lǐng)域中的發(fā)展極可能導(dǎo)致在不久的將來使用石英或石英兼容光纖。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，根據(jù)本發(fā)明的抽運方案可有利地與所有這些類型的光纖、包括基于石英的光纖配合使用。
根據(jù)本發(fā)明的抽運方案不限于上述放大組件。相反，各種各樣的組件可有利地采用上述抽運方案。它例如也可用于光腔中，從而實施激光器。激活離子可加入光纖中，下面將進一步描述。它們也可被加入晶體，例如用于所謂的微芯片激光器中的晶體。上述抽運方案同樣可用于提供對Tm激光器的光激發(fā)。離子固有的大帶寬產(chǎn)生可能大范圍可調(diào)諧的激光器。Tm摻雜材料可用于在1.4-1.52μm波長范圍內(nèi)發(fā)射激光。
參照圖5來描述本發(fā)明的一個實施例，其中摻雜材料是單模光纖，在纖芯500中具有Tm離子，在外包層520所圍繞的內(nèi)包層510中具有釹(Nd)離子。在此實施例中，對于外部抽運，僅要求800nm光源，例如半導(dǎo)體二極管激光器530。包含在光纖內(nèi)包層中的Nd離子吸收一部分800nm的光子，并發(fā)出1050nm范圍內(nèi)的輻射，它又在單芯中被Tm離子吸收。內(nèi)包層配置的優(yōu)點是有助于盡最大可能利用來自800nm半導(dǎo)體二極管激光器的不良校準輻射，因為內(nèi)包層的有效區(qū)域遠遠大于光纖的單模纖芯。
根據(jù)本發(fā)明，把能量沉積到摻雜稀土元素的材料中的一種方式是利用來自半導(dǎo)體激光器的輻射，用于抽運光纖激光器以及Tm摻雜光纖。這個實施例在圖6中示意說明，其中，光纖激光器配備了光腔600，提供光增益的摻Nd光纖設(shè)置在兩個光纖布拉格光柵M1和M2之間。半導(dǎo)體激光器605提供驅(qū)動光纖激光器的800nm。光腔耦合到摻Tm光纖放大器150。光柵可在同一段摻Nd光纖上制作，或者在隨后接合到摻Nd光纖的光纖段上制作。布拉格光柵反射的波長接近1050-1060nm，使得光纖激光器達到門限。反射鏡M1的反射率最好可在激光波長(1.06μm)接近100％，在抽運波長(800nm)接近0％。光柵M2的反射率應(yīng)該在激光波長低于100％，在抽運波長接近0％。這樣，到達光纖放大器150的摻Tm光纖的輻射為光纖激光器的光與一部分未被摻Nd光纖吸收的800nm抽運光之和。
在圖7示意表示的一個備選實施例中，通過提供800nm輻射的半導(dǎo)體二極管激光器驅(qū)動的摻Nd光纖700的環(huán)形配置來實現(xiàn)光纖激光器。在環(huán)形激光器中以1050nm產(chǎn)生的輻射的一小部分(大約10％)經(jīng)過循環(huán)以使激光器保持在門限以上，而在1050nm可用的輻射中的大部分則用于抽運Tm光纖。給定的數(shù)量應(yīng)該視為說明工作原理的非限定實例。
為了減少最大增益所需的摻Tm光纖的長度，可沿摻Tm光纖傳播抽運光，然后再反射未被吸收的剩余一部分抽運光。要用的反射鏡最好可以是光纖布拉格光柵，它在抽運波長(800nm和1050nm)可方便地有高反射率，以及在待放大的信號波長上有高透射率。光柵可結(jié)合到連接摻Tm的基于氟的光纖并構(gòu)成放大器的輸出光纖的一段基于石英的光纖中。參照圖1c中示意說明的設(shè)置，可在分別標為A和B的放大光纖的端點處或其附近設(shè)置布拉格光柵。布拉格光柵設(shè)置成分別反射波長1050nm和800nm。
應(yīng)該理解，這里所公開的概念不排除改進摻雜稀土元素的放大器的性能的現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它技術(shù)。例如，增益平衡濾波器、如光纖布拉格光柵的使用無疑是與本發(fā)明所公開的抽運方案結(jié)合的一種可能性。這里，濾波器可方便地設(shè)置在放大器的輸出端。這樣，布拉格光柵可在輸出光纖、例如基于石英的光纖中制作。
雖然結(jié)合目前認為的最佳實踐和優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明，但要理解，本發(fā)明并不限于所公開的實施例，相反，它意在涵蓋包含于所附權(quán)利要求的實質(zhì)和范圍中的各種修改和等效方案。
權(quán)利要求
1.一種摻銩光纖放大器中放大光信號的方法包括以下步驟通過采用第一波長的輻射來抽運實現(xiàn)能量到所述光纖放大器中的第一次沉積(a)；以及通過采用第二波長的輻射來抽運實現(xiàn)能量到所述光纖放大器中的第二次沉積(b)；其特征在于，所述第一波長的輻射通過單光子吸收來增加所述銩摻雜劑的3H4能級的粒子數(shù)，以及所述第二波長的輻射主要通過單光子的受激吸收來減少3F4能級的粒子數(shù)，從而實現(xiàn)3H4與3F4能級之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射主要通過強受激態(tài)吸收，把3F4能級的粒子數(shù)移到3F2能級。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的光放大方法，其特征在于，所述第一波長的輻射具有大約800nm的波長。
4.如權(quán)利要求3所述的光放大方法，其特征在于，所述第一波長的輻射具有800±10nm的波長。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約1050nm的波長。
6.如權(quán)利要求5所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約1050±10nm的波長。
7.如權(quán)利要求1到4中任一項所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約980nm的波長。
8.如權(quán)利要求7所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約980±10nm的波長。
9.如權(quán)利要求1到9中任一項所述的光放大方法，其特征在于，所述第二波長的輻射同時增加所述3H4能級到所述3F2能級的粒子數(shù)。
10.如權(quán)利要求1到9中任一項所述的光放大方法，其特征在于還包括以下步驟通過至少一個布拉格光柵來反射所述第一和第二波長的輻射中至少一種，從而有助于減小所述摻銩光纖放大器的長度而不會實質(zhì)上影響所述放大增益。
11.如權(quán)利要求1到10中任一項所述的光放大方法，其特征在于，所述第一或第二波長的輻射分別從所述第二或第一波長的輻射中產(chǎn)生。
12.如權(quán)利要求11所述的光放大方法，其特征在于，在結(jié)合到放大組件中的旋光材料中產(chǎn)生所述第一或第二波長的輻射，因此，所述第一或第二波長的輻射的產(chǎn)生分別由所述第二或第一波長的輻射引起。
13.一種用于在摻銩光纖放大器中放大光信號的放大組件，包括第一能量沉積部件(120)，用于通過采用第一波長的輻射來抽運，把能量沉積到所述光纖放大器中；以及第二能量沉積部件(140)，用于通過采用第二波長的輻射來抽運，把能量沉積到所述光纖放大器中；其特征在于，所述第一波長的輻射通過單光子吸收來增加所述銩摻雜劑的3H4能級的粒子數(shù)，以及所述第二波長的輻射主要通過單光子的受激吸收來減少3F4能級的粒子數(shù)，從而實現(xiàn)3H4與3F4能級之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求13所述的放大組件，其特征在于，所述第二波長的輻射主要通過強受激態(tài)吸收把3F4能級的粒子數(shù)移到3F2能級。
15.如權(quán)利要求13或14中任一項所述的放大組件，其特征在于，所述第一波長的輻射具有大約800nm的波長。
16.如權(quán)利要求15所述的放大組件，其特征在于，所述第一波長的輻射具有800±10nm的波長。
17.如權(quán)利要求13到16中任一項所述的放大組件，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約1050nm的波長。
18.如權(quán)利要求17所述的放大組件，其特征在于，所述第二波長的輻射具有1050±10nm的波長。
19.如權(quán)利要求13到16中任一項所述的放大組件，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約980nm的波長。
20.如權(quán)利要求17所述的放大組件，其特征在于，所述第二波長的輻射具有大約980±10nm的波長。
21.如權(quán)利要求13到20中任一項所述的放大組件，其特征在于，所述第一和/或第二波長的輻射由激光二極管產(chǎn)生。
22.如權(quán)利要求13到20中任一項所述的放大組件，其特征在于，所述第一或第二波長的輻射分別從所述第二或第一波長的輻射中產(chǎn)生。
23.如權(quán)利要求22所述的放大組件，其特征在于還包括結(jié)合到所述放大組件中用于產(chǎn)生輻射的部件(500，600，700)，其中所述第一或第二波長的輻射分別由利用所述第二或第一波長的輻射產(chǎn)生輻射的部件來產(chǎn)生。
24.如權(quán)利要求23所述的放大組件，其特征在于，產(chǎn)生輻射的所述部件是作為圍繞纖芯(500)中的所述摻銩光纖的包層(510)來提供的，以及所述包層包括釹(Nd)離子且用來吸收所述第一波長的部分輻射并發(fā)出所述第二波長的輻射。
25.如權(quán)利要求23所述的放大組件，其特征在于，產(chǎn)生輻射的所述部件是由所述第一波長的輻射驅(qū)動的光纖激光器(600，700)。
26.如權(quán)利要求25所述的放大組件，其特征在于，所述光纖激光器是由提供所述第一波長的輻射的半導(dǎo)體二極管激光器驅(qū)動的摻釹(Nd)光纖(700)的環(huán)形配置。
27.如權(quán)利要求25所述的放大組件，其特征在于，所述光纖激光器包括光腔，其中摻釹(Nd)光纖(600)設(shè)置在兩個光纖布拉格光柵之間。
28.如權(quán)利要求13到18中任一項所述的放大組件，其特征在于還包括至少一個布拉格光柵(A，B)，所述布拉格光柵適合反射所述第一和第二波長的輻射中的至少一種，從而有助于減小所述摻銩光纖放大器的長度而不會實質(zhì)地影響所述放大增益。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用雙波長泵浦方案放大光信號來提供摻銩光纖放大器的裝置和方法。根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟通過采用第一波長的輻射來泵浦實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第一次沉積(a)；以及通過采用第二波長的輻射來泵浦實現(xiàn)能量到光纖放大器中的第二次沉積(b)。第一波長的輻射設(shè)置成通過單光子吸收來引起銩摻雜劑的
文檔編號H01S3/00GK1653657SQ03810246
公開日2005年8月10日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月11日
發(fā)明者A·S·L·戈麥斯, M·L·松德海默, M·T·卡瓦略, J·F·小馬丁斯, C·J·A·小巴斯托斯, W·馬古利斯 申請人:艾利森電訊公司