專利名稱：一種測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置，屬于光通信器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在光通信領(lǐng)域S，C，L波段密集波分復(fù)用(DWDM)光纖傳輸系統(tǒng)中，傳輸損耗可以通過(guò)光纖拉曼放大器得到補(bǔ)償，不必事先將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的情況下，直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大。在設(shè)計(jì)光纖拉曼放大器時(shí)要考慮光纖、泵浦光波長(zhǎng)及功率、信號(hào)光的綜合作用來(lái)獲得一定增益、帶寬和增益平坦度，首先要知道光纖的拉曼增益系數(shù)gR(λ)，因此gR(λ)的測(cè)量就顯得相當(dāng)重要。關(guān)于gR(λ)的測(cè)量，常用小信號(hào)增益法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，即采用小信號(hào)輸入時(shí)，通過(guò)測(cè)量在不用光纖激光器和用光纖激光器泵浦下測(cè)得的光纖輸出的信號(hào)相除獲得增益，從而計(jì)算被測(cè)光纖的拉曼增益系數(shù)gR(λ)，但存在如下缺陷(1)需要在整個(gè)波段內(nèi)逐點(diǎn)測(cè)量，整個(gè)測(cè)試過(guò)程較繁。(2)逐點(diǎn)測(cè)量存在一定的誤差，影響gR(λ)的精度。(3)測(cè)量范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為光通信領(lǐng)域光纖拉曼放大器設(shè)計(jì)制作中，提供一種測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)gR(λ)的裝置。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置包括光纖激光器，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器和光纖光譜儀，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器的輸入端接有用于與被測(cè)單模光纖連接的第一光纖接頭，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器的輸出端經(jīng)第二光纖接頭與光纖光譜儀相連，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器的泵浦端經(jīng)第三光纖接頭與光纖激光器相連。
上述的光纖激光器可以采用工作在1000-1600nm波段的光纖拉曼激光器。
本發(fā)明裝置的工作原理如下將泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器輸入端的第一光纖接頭與被測(cè)單模光纖相連，先用很小功率的泵浦激光送入被測(cè)單模光纖，由于大大小于受激拉曼的閾值功率，被測(cè)單模光纖輸出的信號(hào)為自發(fā)拉曼信號(hào)，由光纖光譜儀測(cè)得譜圖，并將該圖存于光纖光譜儀中。再用較大功率的泵浦激光送入被測(cè)單模光纖，由于超過(guò)受激拉曼的閾值功率，被測(cè)單模光纖輸出的信號(hào)為受激拉曼信號(hào)，光纖光譜儀再次測(cè)得譜圖。
將較大功率泵浦下的受激拉曼增益譜圖與無(wú)受激拉曼增益情況下的譜圖相除，得到光纖拉曼增益譜圖。增益譜圖中存在一個(gè)背底增益，實(shí)際計(jì)算增益譜時(shí)要扣除這個(gè)背底值。再由增益G(λ)與增益系數(shù)gR(λ)的關(guān)系，如式(1)，計(jì)算得到光纖的拉曼增益系數(shù)譜圖gR(λ)，式中K是光纖的偏振系數(shù)，P0是光纖中的泵浦功率，Aeff、Leff分別是光纖的有效面積和有限長(zhǎng)度。
gR(λ)=G(λ)·K·Aeff4.34Leff·P0----(1)]]>本發(fā)明的測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置中不用信號(hào)源，采用光纖激光器作為泵浦源，耦合方式簡(jiǎn)單，耦合效率高，無(wú)偏振依賴性，測(cè)量信噪比高，與現(xiàn)有小信號(hào)增益測(cè)量法相比，具有測(cè)量精度高、范圍寬、穩(wěn)定性好和速度快的特點(diǎn)。通過(guò)選用工作在1000-1600nm波段內(nèi)不同的光纖拉曼激光器，可獲得光通信中不同波段的光纖拉曼增益系數(shù)譜圖。該測(cè)量裝置可廣泛用于各種通信光纖、寬帶平坦光纖拉曼放大器的設(shè)計(jì)和制作中。


圖1是本發(fā)明測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置的示意圖；圖210mW光纖激光泵浦下的光譜圖；圖3200mW光纖激光泵浦下的光譜圖；圖4DCF光纖的拉曼增益系數(shù)光譜圖gR(λ)。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置包括光纖激光器1，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2和光纖光譜儀3，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2的輸入端A接有用于與被測(cè)單模光纖7連接的第一光纖接頭4，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2的輸出端C經(jīng)第二光纖接頭5與光纖光譜儀3相連，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2的泵浦端B經(jīng)第三光纖接頭6與光纖激光器1相連。
實(shí)例中，與第一光纖接頭4相連的被測(cè)單模光纖7為5km DCF光纖，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2采用1X2耦合器，光纖光譜儀3為Adventest8384 OSA，1X2耦合器到光纖光譜儀的連接損耗為3dB，光纖激光器到泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器2的連接損耗為3dB，光纖激光器波長(zhǎng)為1427nm。先用10mW的泵浦激光功率送入被測(cè)單模光纖7，OSA測(cè)得的光譜圖如圖2所示。再用200mW的泵浦激光功率輸入被測(cè)單模光纖7，OSA測(cè)得的光譜圖如圖3所示。
200mW泵浦下的受激拉曼增益光譜與10mW泵浦下的自發(fā)拉曼信號(hào)的光譜圖相除，得到DCF光纖的拉曼增益譜圖。按增益與增益系數(shù)的關(guān)系，計(jì)算得到DCF光纖的拉曼增益系數(shù)光譜圖，如圖4所示。最大增益位于1523nm，gmax＝15.7×10-14m/W。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置，其特征在于包括光纖激光器(1)，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器(2)和光纖光譜儀(3)，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器(2)的輸入端(A)接有用于與被測(cè)單模光纖連接的第一光纖接頭(4)，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器(2)的輸出端(C)經(jīng)第二光纖接頭(5)與光纖光譜儀(3)相連，泵浦-信號(hào)光纖波分復(fù)用器(2)的泵浦端(B)經(jīng)第三光纖接頭(6)與光纖激光器(1)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置，其特征在于光纖激光器(1)是工作在1000-1600nm波段的光纖拉曼激光器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的測(cè)量光纖拉曼增益系數(shù)的裝置包括光纖激光器，泵浦－信號(hào)光纖波分復(fù)用器和光纖光譜儀，泵浦－信號(hào)光纖波分復(fù)用器的輸入端接有用于與被測(cè)單模光纖連接的第一光纖接頭，泵浦－信號(hào)光纖波分復(fù)用器的輸出端經(jīng)第二光纖接頭與光纖光譜儀相連，泵浦－信號(hào)光纖波分復(fù)用器的泵浦端經(jīng)第三光纖接頭與光纖激光器相連。本發(fā)明的裝置中不用信號(hào)源，采用光纖激光器作為泵浦源，耦合方式簡(jiǎn)單，耦合效率高，無(wú)偏振依賴性，測(cè)量信噪比高，與現(xiàn)有小信號(hào)增益測(cè)量法相比，具有測(cè)量精度高、范圍寬、穩(wěn)定性好和速度快的特點(diǎn)。該測(cè)量裝置可廣泛用于各種通信光纖、寬帶平坦光纖拉曼放大器的設(shè)計(jì)和制作中。
文檔編號(hào)H01S3/30GK1750440SQ200510030009
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者金尚忠, 張?jiān)谛? 金永興, 馮春媛, 王劍鋒, 劉紅林, 李晨霞, 劉濤, 沈常宇, 戴碧智, 莊松林 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院