專利名稱：用于光通訊設(shè)備的光放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于光通訊設(shè)備的光放大器。
近年來，已經(jīng)采用波分多路復(fù)用(WDM)傳輸系統(tǒng)。在發(fā)射臺，信道數(shù)目的增多導(dǎo)致所用后置放大器數(shù)目的增多。光放大器在光發(fā)射設(shè)備中占了很大空間。所以，希望減小光放大器的尺寸以及把光放大器制成集成形式。
在光放大器中，激光二極管(LD)用作泵浦光源，發(fā)出LD產(chǎn)生熱量的元件與光源有關(guān)系。在構(gòu)成光放大器的元件中，光源及其關(guān)聯(lián)的輻射器體積很大，所以不可能減小光放大器的尺寸。因此，想到了把泵浦光源與光放大器分開，以及把用作泵浦光源必需的元件，如光源及其相關(guān)的驅(qū)動電路，組合在一起作為泵浦光源單元。


圖1A,1B和1C表示幾種普通泵浦光源單元的布置。
如圖1A,1B和1C所示，可以設(shè)想三種類型的泵浦光源單元(注意，圖1A的例子使用四個泵浦LD)。圖1C的例子用于CIENA研制的WDM系統(tǒng)(見手冊“CIENA多波段線路放大器方框圖”)。
在圖1A至圖1C中，1表示驅(qū)動泵浦光源的電路；2,3,4,5和8，泵浦光源；6，偏振光分束器(PBS)；7，波分多路復(fù)用(WDM)耦合器；9，分解泵浦光的分光器；10，耦合和分解泵浦光的光耦合器/分光器。
在圖1A中，四個泵浦光源2,3,4,5中的每一個被四個泵浦光驅(qū)動電路1中相應(yīng)的一個驅(qū)動(例如，供給電流)以產(chǎn)生光，來自泵浦光源2至5中每一個發(fā)出的光是線偏振光輸出。從泵浦光源2和3輸出的光束在波長上可以設(shè)置成基本相同，而偏振方向不同，波長基本相同而偏振方向不同的兩個光束被偏振光分束器6偏振耦合。泵浦光源4和5與泵浦光源2和3類型相同，但泵浦光源4和5的輸出波長與泵浦光源2和3的不同。這一情況表明，由于制造過程的差別，即使泵浦光源4和5與泵浦光源2和3類型相同，它們的輸出波長不一定相同。來自泵浦光源2和3的偏振耦合泵浦光與來自泵浦光源4和5的偏振耦合泵浦光被WDM耦合器7耦合。從WDM耦合器輸出的光被送到光放大媒質(zhì)，例如，摻鉺光鉺(EDF)，用作放大光信號的泵浦光。所以稱之為WDM耦合器是因為，它把波長多路復(fù)用信號光與特定波長的泵浦光進行耦合，但實際上可以是一個普通的光耦合器。
這一布置用于這樣一種情況，當只有一個泵浦光源不能給光放大媒質(zhì)提供足夠的放大作用時，而打算通過利用兩個或更多個泵浦光源以得到更大功率的泵浦光。
圖1B的泵浦光源單元包括一個泵浦光源驅(qū)動器1，一個泵浦光源8，和一個分解泵浦光的分光器9，此泵浦光是從泵浦光源8輸出的。這一布置用于這樣一種情況，當泵浦光源有足夠大的功率提供給兩個或更多個光放大媒質(zhì)(未畫出)時，這一布置允許一個泵浦光源均衡地運行兩個或更多個光放大媒質(zhì)，此泵浦光源有單個波長和單個偏振光波。
圖1C的泵浦光源單元包括兩個或更多個泵浦光源驅(qū)動器1，相同數(shù)量的泵浦光源8，和一個耦合和分解泵浦光束的光耦合器/分光器10，此泵浦光束來自泵浦光源。這一布置是利用單個泵浦光源單元的泵浦光供給兩個或更多個光放大媒質(zhì)，但此布置有兩個或更多個泵浦光源8以提供較高功率的泵浦光，因為僅僅單個泵浦光源不能給所有的光放大器提供足夠的放大作用。然而，如上所述，兩個或更多個泵浦光源8之間波長上有差別。因此，對于每個光放大媒質(zhì)采用相應(yīng)一個泵浦光源8會使其相應(yīng)的放大作用有差別。由于這個原因，此泵浦光源單元安排成這樣，首先，把來自多個泵浦光源8的泵浦光束進行耦合以產(chǎn)生單個光束，然后分解此單個光束，從而給每個光放大媒質(zhì)提供相同性質(zhì)的泵浦光。
此后，把包含泵浦光源單元，一個或多個光放大媒質(zhì)，和包括其他電路在內(nèi)控制電路的總體稱之為光放大器。
在光放大器中，自動增益控制(AGC)或自動電平控制(ALC)有時是控制給光放大媒質(zhì)提供的泵浦光量。在普通的光放大器中，通過改變泵浦光源的驅(qū)動電流，使此泵浦光源輸出光量發(fā)生變化，從而改變給光放大媒質(zhì)提供的泵浦光量。
在WDM傳輸系統(tǒng)中，不同波長的信號光束共同地被一個光放大器放大。在系統(tǒng)運行開始之后，有時要改變WDM系統(tǒng)以增多信號多路復(fù)用級次(即，系統(tǒng)升級)。當多路復(fù)用級次增多時，為了增大供給光放大媒質(zhì)的泵浦光量，光放大器就需要更大的泵浦功率。
在圖1B和1C所示的泵浦光源單元中，每個泵浦光輸出功率之比相對于分光器9或光耦合器/分光器10分光之比是固定的，在每個輸出口的泵浦光量不能任意變動。
光放大器包含與輻射熱量的泵浦光源相關(guān)聯(lián)的元件。這些元件在組成光放大器的諸多元件中體積是相對大的，妨礙了光放大器尺寸的減小。倘若LD作為產(chǎn)生熱量的泵浦光源，因而多個驅(qū)動電路在光放大器內(nèi)靠得很近放置時，就會使溫度升高很多，因此降低了光放大器的性能和可靠性。
在此之前，即使WDM傳輸系統(tǒng)已經(jīng)升級，泵浦光只能輸出系統(tǒng)運行開始時安裝在光放大器內(nèi)泵浦光源允許的最大輸出功率。作為一個例子，假定在16個信道的WDM系統(tǒng)中，在系統(tǒng)運行開始時只使用四個信道。在此情況下，光放大器當然裝備了供應(yīng)16個信道所需的泵浦光源，這就增大系統(tǒng)安裝時的先期投資。
在配備機內(nèi)泵浦光源類型的光放大器的光通訊設(shè)備中，設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的熱量很難輻射出去，所以就需要用風(fēng)扇冷卻該設(shè)備，因此消耗額外的功率。
作為泵浦光源LD發(fā)射窄寬度譜的泵浦光從組成光放大器的光學(xué)部件或光纖接頭反射，返回到泵浦LD時，LD的運行變得不穩(wěn)定，這就使光放大器的運行也不穩(wěn)定。為了避免這個問題，光放大器通常在泵浦LD的輸出側(cè)有一個機內(nèi)光隔離器。這種布置就需要更多的光學(xué)部件。
在大多數(shù)使用的光放大器類型中，放大媒質(zhì)的放大特性與波長有關(guān)，由于制造過程中的差異，泵浦LD的波長有差別。由于這個原因，光放大器因波長的差別而使其放大特性也有差別。
在用連接器把泵浦光源單元與光放大媒質(zhì)連接在一起的光放大器中，在連接器脫離的情況下發(fā)出聲音報警是有必要的，因為泵浦光通過連接器的泄漏對于正在工作的人員是非常危險的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種光放大器，它具有改變給放大媒質(zhì)提供泵浦光量的功能，其體積小，且受泵浦光源產(chǎn)生熱量的影響很小。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一個放大入射信號光的光放大器，放大作用是對泵浦光加到光放大器上的響應(yīng)，其特征是，包含一個可變衰減器以改變加到光放大器上的泵浦光輸入功率，從而調(diào)整此光放大器的放大特性。
在本發(fā)明的光放大器中，含光放大媒質(zhì)的兩個或更多個光放大單元組合成一組。
本發(fā)明的光通訊設(shè)備包括一個泵浦光源單元，它至少有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源；分解或耦合來自至少一個泵浦光源泵浦光的單元；以及光放大單元，用于放大入射信號光以響應(yīng)加到光放大器上來自泵浦光源單元的泵浦光，其特征是，泵浦光源單元放置在光通訊設(shè)備中這些地方，該處的熱輻射條件很好。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一個放大入射信號光的光放大器，放大作用是對來自泵浦光源單元泵浦光的響應(yīng)加到光放大器上的響應(yīng)，此泵浦光源單元有一個產(chǎn)生泵浦光束的泵浦光源和一個耦合多個泵浦光束的光耦合器單元，其特征是，泵浦光源單元包括一個偏振面旋轉(zhuǎn)單元，用于旋轉(zhuǎn)光耦合器單元輸出泵浦光的偏振面，轉(zhuǎn)過第一轉(zhuǎn)角用于傳輸，還用于旋轉(zhuǎn)輸出泵浦光的返回光偏振面，此輸出泵浦光是從泵浦光源單元與光放大器其他元件連接的連接器反射，返回到泵浦光源單元，轉(zhuǎn)過第二轉(zhuǎn)角，把返回光輸入到泵浦共源，此返回光的波長不同于泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光波長。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一個放大入射信號光的光放大器，放大作用是對來自泵浦光源單元泵浦光加到光放大器上的響應(yīng)，此泵浦光源單元有多個泵浦光源，每個泵浦光源產(chǎn)生一個泵浦光束，此泵浦光源單元還有一個光耦合器/分光器，用于耦合多個泵浦光束以及把它分解成單獨的光束，其特征是，泵浦光源單元包括一個偏振面旋轉(zhuǎn)單元，用于旋轉(zhuǎn)來自光耦合器單元輸出泵浦光的偏振面，轉(zhuǎn)過第一轉(zhuǎn)角用于傳輸，還用于旋轉(zhuǎn)來自輸出泵浦光的返回光偏振面，此輸出泵浦光是從泵浦光源單元與光放大器其他元件連接的連接器反射，返回到泵浦光源單元，轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)角，把返回光輸入到泵浦光源，此返回光的波長不同于泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光波長。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一個光放大器，其中泵浦光源單元有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對泵浦光加到光放大單元上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元之間用一個連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，其特征是，光放大單元包括一個確定泵浦光源單元與光放大單元之間連接器是否連在一起的單元，這是根據(jù)泵浦光源單元輸出的泵浦光輸出功率確定的。
按照本發(fā)明的第五方面，提供一個光放大器，其中泵浦光源單元有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對泵浦光加到光放大單元上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元之間用一個連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，其特征是，泵浦光源單元包括一個確定泵浦光源單元與光放大單元之間連接器是否連在一起的單元，這是根據(jù)從連接器反射的返回光功率確定的。
按照本發(fā)明的第六方面，提供一個光放大器，其中泵浦光源單元有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對泵浦光加到光放大單元上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元之間用一個連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，其特征是，包括一個確定泵浦光源單元與光放大單元之間連接器是否連在一起的單元。
本發(fā)明的光放大單元有一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對單獨泵浦光源單元泵浦光加到光放大單元上的響應(yīng)，光放大單元與泵浦光源單元之間用一個連接器連在一起構(gòu)成光放大器，其特征是，配置了一個可變衰減器，用于調(diào)整輸入到放大媒質(zhì)的泵浦光功率。
本發(fā)明的泵浦光源單元有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，此泵浦光是輸出到單獨的光放大單元，泵浦光源單元與光放大單元之間用一個連接器連在一起構(gòu)成光放大器，其特征是，配置了一個可變衰減器，用于調(diào)整輸出到光放大單元的泵浦光功率。
普通系統(tǒng)中的泵浦光輸出功率或使其保持恒定，或通過控制泵浦光源自身加以調(diào)整，按照本發(fā)明，利用可變衰減器能夠很容易調(diào)整泵浦光的功率，可變衰減器可以使適當強度的泵浦光提供給放大媒質(zhì)。
另外，由于泵浦光源是與光放大單元分開的，兩個或更多個光放大單元可以集合成一組，保證了光放大器的小型化。
由于泵浦光源是與光放大單元分開的，泵浦光源可以放在熱輻射條件很好的地方，所以能夠抑制熱量對光放大單元的影響。
由于泵浦光源單元內(nèi)配備了把泵浦光源輸出的泵浦光偏振面旋轉(zhuǎn)一個預(yù)定角度的單元，能夠消除由于返回光造成的光源工作不穩(wěn)定性。
按照本發(fā)明，把光放大器分成含泵浦光源的泵浦光源單元和含放大媒質(zhì)的光放大單元，所以，就需要一個連接器把這兩個單元連在一起。連接器在人員工作時可能自行脫離。在連接器脫離的事件中，人員就可能遇到危險。為了避免這種危險，本發(fā)明光放大器中配備了檢測連接器是否脫離的裝置。
圖1A,1B和1C表示普通泵浦光源單元的布置；圖2說明本發(fā)明的原理；圖3A表示可變衰減器的布置；圖3B表示圖3A法拉第旋轉(zhuǎn)器的布置；圖4表示本發(fā)明第一個實施例的光放大器；圖5表示本發(fā)明第二個實施例的光放大器；圖6表示本發(fā)明第三個實施例的光放大器；圖7表示第一種泵浦光源單元的布置；圖8表示第二種泵浦光源單元的布置；圖9表示第三種泵浦光源單元的布置；圖10表示第四種泵浦光源單元的布置；圖11表示第五種泵浦光源單元的布置；圖12表示第六種泵浦光源單元的布置；圖13表示第七種泵浦光源單元的布置；圖14是光放大器的示意圖；圖15表示第一種光放大單元的布置；
圖16表示第二種光放大單元的布置；圖17表示第三種光放大單元的布置；圖18表示第四種光放大單元的布置；圖19表示第五種光放大單元的布置；圖20表示適用于穩(wěn)定地運行泵浦光源的一種泵浦光源單元布置；圖21表示本發(fā)明第四個實施例的光放大器；圖22表示適用于檢測光放大單元與泵浦光源單元之間連接的一種布置；以及圖23A和23B是用于解釋在泵浦光源單元中如何連接一個泵浦光源或多個泵浦光源。
現(xiàn)參照圖2，此圖說明本發(fā)明的原理。
這里說明一個不包含泵浦光源的光放大器布置。此后，除了泵浦光源之外的光放大器其余部分稱之為光放大單元。
參考數(shù)字11表示放大媒質(zhì)，它通過注入泵浦光放大信號光；數(shù)字12是耦合器，用于耦合信號光和泵浦光；數(shù)字13是可變衰減器，它改變給放大媒質(zhì)提供的泵浦光量；數(shù)字14是驅(qū)動器，它驅(qū)動可變衰減器。
在本發(fā)明中，信號光以及由驅(qū)動器14驅(qū)動可變衰減器13以調(diào)節(jié)泵浦光輸出功率的泵浦光，二者輸入到耦合器12中，然后耦合并傳送到放大媒質(zhì)11。放大媒質(zhì)是由，例如摻鉺光纖構(gòu)成。借助泵浦光，放大媒質(zhì)(光纖放大器)11被激發(fā)而引起受激發(fā)射，因此放大信號光。
在圖2的布置中，即使光的多路復(fù)用級次增多，只要用可變衰減器13調(diào)節(jié)泵浦光的輸出功率，就能獲得足夠的光放大。
此外，通過利用可變衰減器13控制泵浦光的輸出功率，就不需要控制泵浦光源本身，而且允許泵浦光源與光放大單元分開放置。把發(fā)出熱量的泵浦光源與對熱敏感的光放大單元分開，保證了光放大器穩(wěn)定運行。
圖3A和3B說明一個可變衰減器的例子。
圖3A表示整個可變衰減器的布置。
可變衰減器包括一個透鏡20，它準直來自光纖25的入射光；一個雙折射楔21，它把入射光束分成不同偏振方向的兩個分量；一個可變法拉第旋轉(zhuǎn)器22，它能改變法拉第轉(zhuǎn)角；一個雙折射楔23，它把入射光束分解成兩個分量，以及一個透鏡26，它會聚從雙折射楔23射出的光。通過透鏡24傳輸?shù)墓鈧飨蚬饫w26，這里有兩種情況與法拉第旋轉(zhuǎn)器22中的法拉第轉(zhuǎn)角有關(guān)，一種情況是100％的光傳向光纖，一種情況是一部分光傳向光纖。當只有一部分光傳向光纖時，傳向光纖的光強度是衰減的。另一方面，當100％的光傳向光纖時，光強達到最大值。
因此，通過控制法拉第旋轉(zhuǎn)器的法拉第轉(zhuǎn)角，雙折射楔23中光程彎折的角度是變化的，使傳向光纖26的光強受到控制。
圖3B說明一個可變法拉第旋轉(zhuǎn)器的例子。
這個法拉第旋轉(zhuǎn)器包括永久磁鐵27，電磁鐵28，一磁光晶體29，和供給電磁鐵電流的可變電流源30。入射到磁光晶體29的光束31，其偏振面被永久磁鐵27和電磁鐵28在磁光晶體內(nèi)產(chǎn)生的磁場所旋轉(zhuǎn)。磁光晶體內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向隨電磁鐵產(chǎn)生的磁場大小而變化。光束31的偏振面轉(zhuǎn)角是由平行于光傳播方向的磁場分量所確定。因此，光束31的偏振面轉(zhuǎn)角可以通過改變磁光晶體29內(nèi)磁場方向而在磁場大小不變的情況下而改變。此處，永久磁鐵27用于使磁光晶體29內(nèi)的磁場飽和。通過使磁光晶體內(nèi)的磁場飽和，不管電磁鐵28產(chǎn)生多大磁場，內(nèi)磁場的大小能夠保持不變。通過改變內(nèi)磁場的方向，平行于光束31傳播方向的磁場分量大小就增大或減小。因而，光束31的偏振面轉(zhuǎn)角受到控制。
圖4表示本發(fā)明第一個實施例的光放大器。
這個光放大器包括泵浦光源單元40和光放大單元41。泵浦光源單元在耦合器42中耦合兩個或更多個泵浦光源43射出的泵浦光，用于傳輸?shù)焦夥糯髥卧?1。配置兩個或更多個泵浦光源可以使高功率的泵浦光束傳送到光放大單元41。若泵浦光源單元40布置成這樣，能使一個或多個泵浦光源添加上去，這就適用于以下需要較高功率泵浦光的光放大器要求。
光放大單元41配置了耦合入射信號光與泵浦光的WDM耦合器44，用于經(jīng)光隔離器45傳送到放大媒質(zhì)46。放大媒質(zhì)46被泵浦光激發(fā)而放大光信號，此光信號依次傳向光隔離器47，放大的信號然后輸入到選波長濾波器48，其中只有信號光射出，然后輸入到分光器49。當放大媒質(zhì)46中信號光利用泵浦光放大時，此放大媒質(zhì)射出與傳輸方向相反的信號光。放置的兩個光隔離器45和47阻擋住相反方向的信號光。
在分光器49中，大部分的信號光直接傳播，但一部分信號光分叉出來，光電二極管50檢測信號光的總輸出功率。光電二極管的輸出進入監(jiān)測器電路51，用于判斷放大的信號光是否已達到預(yù)定的輸出功率。若判斷的結(jié)果是，放大的信號光沒有達到預(yù)定的輸出功率，則監(jiān)測器電路送出一個信號到衰減器驅(qū)動電路52。對這個信號的響應(yīng)是，驅(qū)動電路控制可變衰減器53，從而調(diào)整輸出到光放大器46的泵浦光。利用這樣一個反饋回路，放大信號光的輸出功率能夠保持恒定。監(jiān)測器電路51可以由微分放大器構(gòu)成。
在這個布置中，光放大單元41與泵浦光源43組成的泵浦光源單元是分開的，光放大單元41不會遭受泵浦光源發(fā)出的熱量。而且，與普通系統(tǒng)不同，泵浦光輸出功率是由可變衰減器53調(diào)節(jié)的。因此，即使信號光中信號多路復(fù)用級次改變了，仍能通過控制可變衰減器53容易地獲得所需的泵浦光輸出功率。
圖5表示本發(fā)明第二個實施例的光放大器。
在此圖中，對應(yīng)于圖4中相應(yīng)的部件采用相同的參考數(shù)字，省去了對這些部件的說明。
圖5的第二個實施例是布置成這樣，單個光源62能夠給兩個或更多個放大媒質(zhì)70和46提供足夠的泵浦光。泵浦光源單元60包括泵浦光源62和分光器63，此分光器用于分解來自泵浦光源的泵浦光以傳送到放大媒質(zhì)70和46。光放大單元61包括兩個或更多個放大器(第一放大單元74和第二放大單元75)。第二光放大單元75的布置與圖3所描述的相同，因此省去了對它的描述。
第一光放大單元74具有稱之為雙向激發(fā)的結(jié)構(gòu)，其中泵浦光是從兩端進入放大媒質(zhì)70。來自泵浦光源單元60的兩個泵浦光束傳向第一光放大單元74，兩個泵浦光束的輸出功率分別由驅(qū)動電路65和66驅(qū)動的可變衰減器64和67調(diào)節(jié)，然后由WDM耦合器68和71把兩個泵浦光束與信號光耦合。兩個泵浦光束是從放大媒質(zhì)70的兩端進入放大媒質(zhì)，在放大媒質(zhì)中放大信號光。如前面所描述的，配置了兩個光隔離器69和72，為的是去除與信號光傳播方向相反方向傳播的亂真光。通過光隔離器72傳輸?shù)墓夤膺M入到選波長光濾波器73，其中只有主信號光被濾出，沿傳輸路徑(未畫出)傳輸。
與第二光放大單元75不同，在第一光放大單元74中，沒有采用反饋來保持放大的信號光輸出功率恒定。當然，也可以在第一光放大單元74中有反饋配置。在這種情況下也是如此，反饋配置安排成這樣，利用光電二極管和監(jiān)測器電路檢測從選波長光濾波器73射出的主信號光中一部分輸出功率，監(jiān)測器電路的輸出信號提供給驅(qū)動電路65和66，由這兩個驅(qū)動電路65和66分別控制可變衰減器64和67。
第一光放大單元74采用雙向激發(fā)，雙向激發(fā)用在摻鉺光纖很長的放大媒質(zhì)70中是很有效的。即，在此情況下，從WDM耦合器68輸入到放大媒質(zhì)70一端的泵浦光，在它到達放大媒質(zhì)另一端之前已經(jīng)耦散。所以，若從WDM耦合器71到放大媒質(zhì)70另一端也輸入泵浦光，就可以使泵浦光擴展到整個放大媒質(zhì)。按照這一方案，即使放大媒質(zhì)70是由很長的摻鉺光纖構(gòu)成，整個放大媒質(zhì)可用于放大信號光。
圖6表示本發(fā)明第三個實施例的光放大器。
如同圖5中一樣，圖6中的光放大單元61包括第一光放大單元74和第二光放大單元75，采用相同的參考數(shù)字表示相應(yīng)于圖5中的那些部件。
利用雙向激發(fā)，光放大單元61中的第一光放大單元74安排成這樣，使泵浦光從放大媒質(zhì)70的兩端進入。這一方案的優(yōu)點前面已提到過了。第二光放大單元75與圖4的布置完全相同，只利用一個泵浦光束。與第二光放大單元75情況一樣，第一光放大單元74中的反饋控制可以由可變衰減器64和65來完成。
在圖6中，含泵浦光源的泵浦光源單元80與光放大單元61是分開放置的，在光放大單元61中，從泵浦光源80輸入到放大媒質(zhì)70和46的泵浦光是由可變衰減器64，67和53控制的。這樣一種布置避免了從泵浦光源81發(fā)出的熱量對光放大單元61的穩(wěn)定運行造成不利影響，且只要控制可變衰減器64,67和53就可以得到所需的泵浦光。此外，把泵浦光源單元安排成這樣，可以使一個或多個泵浦光源添加到其光耦合器/分光器82上，上述安裝的泵浦光源81中不能獲得高功率泵浦光，而只要把一個或多個泵浦光源添加到泵浦光源單元80中就能適應(yīng)提供高功率泵浦光的要求。
圖6的泵浦光源單元80中配置了兩個或更多個泵浦光源單元81，從而提供了單個泵浦光源不能達到的強泵浦光。即，多個泵浦光源81輸出的光耦合在一起，然后被光耦合器/分光器分解，傳輸?shù)椒糯竺劫|(zhì)70和46。如上所述，把來自兩個或更多個泵浦光源的光進行耦合，然后再分解，傳輸?shù)絻蓚€或多個放大媒質(zhì)中，具有這樣一個優(yōu)點，所有的放大媒質(zhì)能夠在基本相同的特性下運行。即，能夠消除不同放大媒質(zhì)之間由于泵浦光源制造過程中的差異而造成運行特性差別，若一個泵浦光源分配給一個放大媒質(zhì)就會產(chǎn)生運行特性的差別。
圖7表示第一種激發(fā)光源單元的布置。
圖7的泵浦光源單元配置了兩個或更多個泵浦光源90，給一個放大媒質(zhì)提供單個泵浦光源不能達到的高功率泵浦光。與上一個布置不同，此布置中可變衰減器93和衰減器驅(qū)動電路92安裝在泵浦光源單元內(nèi)，而不是安裝在光放大單元內(nèi)。在此情況下，為了調(diào)節(jié)泵浦光以響應(yīng)被放大媒質(zhì)放大的信號光輸出功率的輸出功率，就要求從光放大單元(未畫出)輸入一個反饋控制信號到驅(qū)動電路92。如上所述，由于泵浦光源單元與光放大單元組裝成分開的兩個單元，反饋控制信號輸入到衰減器驅(qū)動電路92就需要電路布線，雖然以下不會具體提到反饋控制裝置，但對于專業(yè)人員來說是很清楚的。
圖8表示第二種泵浦光源單元的布置。
此布置也是這樣，泵浦光源配置了可變衰減器97和衰減器驅(qū)動電路96。這一布置適用于單個泵浦光源94有足夠高的輸出功率給兩個或更多個放大媒質(zhì)(未畫出)中的每一個提供泵浦光。分光器95分解從泵浦光源94輸出的光。每個可變衰減器97調(diào)節(jié)來自分光器相應(yīng)一個泵浦光的輸出功率；這是打算單獨地調(diào)節(jié)每個放大媒質(zhì)。雖然圖8中的多個可變衰減器97共同地由一個驅(qū)動電路96控制，但也可以給每個可變衰減器配置一個驅(qū)動電路。為了泵浦光輸出控制反饋，有一個監(jiān)測器電路用于檢測被放大媒質(zhì)放大的信號光輸出功率，此監(jiān)測器電路產(chǎn)生的控制信號加到連接監(jiān)測器電路的衰減器驅(qū)動電路96上。
圖9表示第三種泵浦光源單元的布置。
在此布置中，從兩個或更多個泵浦光源98輸出的光首先進行耦合，然后被光耦合器/分光器98分解。這是打算通過耦合兩個或更多個泵浦光源98獲得所需輸出功率的泵浦光，首先耦合來自多個泵浦光源全部的光，然后再分解耦合后的光，以避免給放大媒質(zhì)的光在波長上有差別。把一個光進行分解消除了送到放大媒質(zhì)的光束在波長上有差別，可以使每個放大媒質(zhì)運行一致。圖9的布置也是這樣，可變衰減器101和衰減器驅(qū)動電路100都在泵浦光源單元內(nèi)。每個可變衰減器100都有分光器輸出的光，并受驅(qū)動電路100控制，如以上結(jié)合圖8所描述的，每個可變衰減器可以有一個衰減器驅(qū)動電路。為了泵浦光輸出反饋控制，控制信號是從未畫出的監(jiān)測器電路加到衰減器驅(qū)動電路100上。
在圖8和圖9的布置中，被分光器95或光耦合器/分光器99分解的泵浦光在其功率上受到每個可變衰減器97或101的控制。這等效于改變分光器或光耦合器/分光器中分光比。
圖10表示第四種泵浦光源單元的布置。
這個泵浦光源單元安排成這樣，從兩個或更多個泵浦光源110輸出的光被光耦合器111耦合成一個光，再加到單個放大媒質(zhì)，而且可以連到耦合器上光源的數(shù)目能夠增加或減少。例如，光耦合器111有機內(nèi)光源連接器和光耦合元件，其數(shù)目超過光傳輸系統(tǒng)開始工作時所需的泵浦光源數(shù)目，在系統(tǒng)安裝時只連接所需最小數(shù)量的泵浦光源。當光傳輸系統(tǒng)中需要增加光學(xué)多路復(fù)用級次(系統(tǒng)升級)時，添加的一個或多個泵浦光源(包括單獨的一個或多個泵浦光源單元)就耦合到事先已安裝了光耦合器111的連接器上。即，當光傳輸系統(tǒng)的光學(xué)多路復(fù)用級次增加時，相應(yīng)地增加信號光的功率。在此情況下，若泵浦光的功率保持不變，光纖放大器的增益就下降。因此，就需要提高泵浦光的輸出功率。由于這個原因，泵浦光源單元安排成可以添加一個或多個泵浦光源。這就避免在初期投資階段安裝了超過所需數(shù)目的泵浦光源。而且，在系統(tǒng)升級時能容易適應(yīng)更高功率泵浦光的要求。
圖11表示第五種泵浦光源單元的布置。
在圖11的布置中，從兩個或更多個泵浦光源110輸出的光首先進行耦合，然后進行分解，傳輸?shù)矫總€放大媒質(zhì)。在此情況下也是一樣，光耦合器/分光器113中預(yù)先安裝了連接器和光學(xué)元件，允許添加的一個或多個泵浦光源增加上去。當系統(tǒng)升級需要更高功率泵浦光時，升級的泵浦光源或另外的泵浦光源單元能夠連到光耦合器/分光器113上。
如圖10或圖11所示，做成的光耦合器111或光耦合器/分光器113允許連接添加的一個或多個泵浦光源，在系統(tǒng)開始工作時只要有所需最小數(shù)目的泵浦光源已足夠。為了系統(tǒng)升級，只要添加一個或多個泵浦光源以獲得所需功率的泵浦光。因此，光傳輸系統(tǒng)的初期投資能夠控制到最小，且系統(tǒng)升級十分容易。
圖12表示第六種泵浦光源單元的布置。
這一布置是在圖10的布置中增加了可變衰減器116和衰減器驅(qū)動電路114。雖然在圖10中，可變衰減器115和衰減器驅(qū)動電路114是放在未畫出的光放大單元中，但是也可以放在如圖12所示的泵浦光源單元中。這一布置對應(yīng)于圖7的布置，不同的是，做成的光耦合器111允許添加一個或多個泵浦光源。如結(jié)合圖7所描述的，為了反饋控制從光耦合器111輸出的泵浦光，就需要有一個控制信號輸入到衰減器驅(qū)動電路114的電路布線。
圖13表示第七種泵浦光源單元的布置。這一布置對應(yīng)于圖11的布置，它有多個可變衰減器116，每個可變衰減器對應(yīng)光耦合器/分光器113中相應(yīng)一個泵浦光輸出，以及有一個驅(qū)動衰減器的衰減器驅(qū)動電路117，這一布置允許每個放大媒質(zhì)單獨地受到控制。這種情況基本上等效于改變光耦合器/分光器113中的分光比。
圖13的布置適用于給多個放大媒質(zhì)提供泵浦光，它能滿足這樣的情況，光學(xué)多路復(fù)用級次只是在某些傳輸路徑上增加了，不需要對泵浦光源適用的所有放大媒質(zhì)提高其泵浦光輸出功率。即，隨著系統(tǒng)升級，從泵浦光源112或單獨的泵浦光源單元輸出的泵浦光輸入到光耦合器/分光器113中，每個可變衰減器116的光衰減程度是分別設(shè)定的。更具體地說，與升級之前相同輸出功率的泵浦光加到不需要提高其泵浦光輸出功率的放大媒質(zhì)上，而較高輸出功率的泵浦光加到需要提高真泵浦光輸出功率的放大媒質(zhì)上。因此，圖13的布置能適應(yīng)各種系統(tǒng)升級。
如上所述，在圖13的布置中，每個可變衰減器有一個衰減器驅(qū)動電路。為了反饋控制每個泵浦光的輸出功率，控制信號是從未畫出的監(jiān)測器電路加到衰減器驅(qū)動電路上。
圖14是光放大器的示意圖。
圖14的光放大器安排成這樣，泵浦光源單元120獨立于光放大單元，許多光放大單元合成一個組件121。把光放大單元121-1至121-n按照這樣方式合成一個組件，在多條光傳輸路徑上的光放大器可以集成，這個集成光放大器在光通訊設(shè)備中不占太多空間。泵浦光源單元120安裝成獨立于光放大單元集成組件121，這就給光通訊設(shè)備中放置泵浦光源單元提供更多的自由。因此，發(fā)出大量能量并可能對光放大單元中放大媒質(zhì)產(chǎn)生負面影響的泵浦光源單元120，可以放在光通訊設(shè)備內(nèi)冷卻效果良好的位置，例如，放在光通訊設(shè)備的上部或靠近風(fēng)扇。
為了使光放大器有一致的特性，相同類型的光放大單元連接到一個泵浦光源單元。因此，具有相同波長或相同波長元件的泵浦光輸入到光放大單元的放大媒質(zhì)中，可以使光放大器有一致的特性而不依賴于放大媒質(zhì)與波長之間的關(guān)系。
圖15至圖18表示結(jié)合圖4和圖5描述的各種光放大單元布置。
圖15表示第一種光放大單元的布置。
在圖15中，131表示由摻鉺光纖組成的放大媒質(zhì)(光纖放大器)，132是耦合泵浦光與信號光的WDM耦合器；133是光隔離器，用于阻止光沿相反方向傳播的振蕩；134是選波長濾波器，它允許信號光波長分量通過；135是可變衰減器，它改變給放大媒質(zhì)提供的泵浦光量；136是衰減器驅(qū)動電路，它給光衰減器提供驅(qū)動電流；137是分光器，用于從濾波器射出的信號光中分出一部分光以控制泵浦光的輸出功率；138是光電二極管，它把從分光器分出的信號光轉(zhuǎn)換成電信號；139是控制電路，它接收電信號，完成必要的計算之后送出一個控制信號到衰減器驅(qū)動電路。
圖15的光放大單元完成自動電平控制(ALC)以便使輸出光的電平保持恒定，它具有與圖4相同的布置。一部分信號光從分光器137中分出，然后轉(zhuǎn)換成電信號，這個電信號又與控制電路139中預(yù)置值的大小進行比較。通過控制經(jīng)驅(qū)動電路136到可變衰減器135的驅(qū)動電流，使電信號與預(yù)置值之差為零實現(xiàn)ALC。
把光放大器分成含熱敏放大媒質(zhì)的光放大單元和含一個或多個泵浦光源的泵浦光源單元，可以使放大媒質(zhì)運行穩(wěn)定，并使泵浦光源單元有上述系統(tǒng)升級的設(shè)施。此外，與普通的放大器不同，普通放大器中泵浦光輸出電平的控制是通過改變泵浦光源的電流，本發(fā)明是利用可變衰減器改變輸入到放大媒質(zhì)的泵浦光功率而同時保持泵浦光源的輸出電平恒定，實現(xiàn)泵浦光電平的控制。這就可以用分開的兩個單元光放大單元和泵浦光源單元，組成光放大器。
圖16表示第二種光放大單元的布置。
在此圖中，對應(yīng)于圖15中相同的部件采用相同的參考數(shù)字，省去了對這些部件的描述。
在圖16中，140表示分光器，它分出一部分入射信號光以控制泵浦光的輸出電平；141是光電二極管，把分光器分出的信號光轉(zhuǎn)換成電信號；142是控制電路，它接收光電二極管138和141產(chǎn)生的電信號，完成必要的計算之后產(chǎn)生一個給衰減器驅(qū)動電路136的控制信號。
這個放大單元安排成實現(xiàn)自動增益控制(AGC)以便使信號光增益保持恒定。被分光器137分出的一部分輸出信號光由光電二極管138轉(zhuǎn)換成電信號，而被分光器140分出的一部分入射信號光由光電二極管141轉(zhuǎn)換成電信號，這兩個電信號加到控制電路142上，由此得到輸出信號光與輸入信號光的比率，即，增益。把這個增益與預(yù)置值進行比較產(chǎn)生二者之差。通過控制經(jīng)驅(qū)動電路136到可變衰減器135的電流使二者之差為零完成AGC控制。
WDM耦合器132，光隔離器133，選波長濾波器134和放大媒質(zhì)131的運行如同上面描述一樣。
圖17表示第三種光放大單元的布置。
在此圖中，對應(yīng)于圖15中相同的部件采用相同的參考數(shù)字，省去了對這些部件的描述。
在圖17中，143表示分光器，它分出一部分泵浦光用于控制；144是光電二極管，它把分光器分出的泵浦光轉(zhuǎn)換成電信號；145是控制電路，它接收光電二極管產(chǎn)生的電信號，完成必要的計算之后產(chǎn)生一個給衰減器驅(qū)動電路136的控制信號。
這個放大單元安排成實現(xiàn)自動功率控制(APC)以便使給放大媒質(zhì)的泵浦光量保持恒定。被分光器143分出的一部分泵浦光由光電二極管144轉(zhuǎn)換成電信號。此電信號加到控制電路145上，把它與預(yù)置值進行比較產(chǎn)生二者之差。通過控制經(jīng)驅(qū)動電路136到可變衰減器135的電流使二者之差為零完成APC控制。
具有恒定電平的泵浦光在WDM耦合器132中與入射信號光耦合，使得在放大媒質(zhì)131中放大信號光。放大了的信號光進入選波長濾波器134，只有主信號光由濾波器射出，傳送到光傳輸路徑(未畫出)上。如上所述，放置的光隔離器133避免了沿相反方向傳播的光振蕩。
在這個泵浦光功率恒定的布置中，若系統(tǒng)升級需要較高功率的泵浦光時，控制電路145中的預(yù)置值必須改變到一個適當值。然而，若不需要增大泵浦光的功率，這一布置的作用與ALC控制和AGC控制完全相同。
圖18表示第四種光放大單元的布置。這一布置適用于雙向泵浦光放大。通過改變經(jīng)每個驅(qū)動電路136到相應(yīng)一個可變衰減器135的電流，給放大媒質(zhì)提供的泵浦光量能夠從其輸入端和輸出端分別加以控制。在圖18的布置中，使用兩個泵浦光源一個泵浦光源從放大媒質(zhì)的輸入端提供泵浦光，另一個泵浦光源從放大媒質(zhì)的輸出端提供泵浦光。
希望采用一個共同的泵浦光源從放大媒質(zhì)的兩端給放大媒質(zhì)提供泵浦光。采用一個共同泵浦光源的布置畫在圖19中。
雙向激發(fā)中每個元件的運行已在結(jié)合圖5時描述過了，此處就省去了對它們的描述。
圖19表示第五種光放大單元的布置。
在圖19中，對應(yīng)于圖15至圖18中相同的部件采用相同的參考數(shù)字，省去了對這些部件的描述。在此圖中，146表示分解泵浦光的分光器。
圖19的光放大單元具有與圖18單元中相同的雙向激發(fā)布置，但不同的是，來自泵浦光源的泵浦光被分光器146分光，然后輸入到可變衰減器135。
可以把單個可變衰減器放在分光器146的前面，在泵浦光被分光器分解之前改變泵浦光量，而不是如圖19所示那樣放置可變衰減器135。在此情況下，從放大媒質(zhì)輸入端給放大媒質(zhì)提供的泵浦光量與從放大媒質(zhì)輸出端給放大媒質(zhì)提供的泵浦光量之比率取決于分光器中的分光比。
圖20表示在光放大器的泵浦光源單元中穩(wěn)定地運行泵浦光源的布置。
通常，適合于光學(xué)元件的連接器有不同程度的反射率，但是反射不少產(chǎn)生返回光的入射光。當返回光進入泵浦光源時，泵浦光源的運行變得不穩(wěn)定了，使振蕩光的波長發(fā)生漂移。這是因為，當泵浦光源是由帶諧振腔結(jié)構(gòu)的激光器構(gòu)成時，入射的返回光干擾了諧振腔的諧振狀態(tài)。
為了解決這個問題，放置了兩個不同波長的泵浦光源157和158。泵浦光源157和158分別設(shè)置成輸出波長為λ1和λ2的光束，這兩個光束是互相垂直的線偏振光。泵浦光源157和158的輸出光束被偏振光束分光器(PBS)159偏振耦合。法拉第旋轉(zhuǎn)器160設(shè)定成使入射光的偏振面轉(zhuǎn)過22.5°。在偏振耦合之后，泵浦光的偏振面被法拉第旋轉(zhuǎn)器160轉(zhuǎn)過了22.5°，然后從泵浦光源單元輸出。從光放大器內(nèi)光學(xué)元件反射的輸出泵浦光形成的返回光，其偏振面在法拉第旋轉(zhuǎn)器中又轉(zhuǎn)過了22.5°。因此，返回光的偏振面相對于原先的光(PBS的輸出光)轉(zhuǎn)過了45°。所以，返回光有λ1和λ2的兩個波長分量。
因此，若返回光的一個分量與泵浦光源輸出光的波長不同，則返回光對作為泵浦光源的激光器諧振腔內(nèi)諧振狀態(tài)的干擾作用就受到抑制。所以能夠消除由于返回光給泵浦光源造成的工作不穩(wěn)定。
即，具有不同輸出波長的泵浦光源(LD)的輸出光用作泵浦光，被光學(xué)元件反射并入射到泵浦光源的泵浦光部分在波長上是不一致的。這可以使入射到LD的返回光波長分量與LD的輸出波長不同，因此消除了光放大器的工作不穩(wěn)定。
圖21表示第四種光放大器的布置。
在此布置中，光放大單元170配置了泵浦光輸入監(jiān)測器177，它包括分光器174，用于分光部分泵浦光；光電二極管175，它接收被分光器分出的部分泵浦光；和監(jiān)測器電路176，用于檢測接收到的泵浦光輸出功率。此光放大單元的其他元件與圖4中所示的沒有變化，因此省去了對這些元件的描述。在此布置中，當泵浦光的輸出功率出現(xiàn)不正常的下降時，泵浦光的輸出功率由泵浦光輸入監(jiān)測器177檢測并觸發(fā)報警，諸如蜂鳴器或亮燈報警。
此外，當給光放大媒質(zhì)170的泵浦光輸入量已經(jīng)下降時，監(jiān)測器電路給泵浦光源單元171送出一個電信號以關(guān)閉泵浦光源單元。或者，若泵浦光源單元有一個輸出調(diào)節(jié)的光衰減器(圖21的布置中沒有)，控制此衰減器以增大其光衰減量，使泵浦光的輸出量下降至零或下降到安全的水平。
這一控制是從監(jiān)測器電路176送出一個控制信號到泵浦光源單元171中控制電路173完成的，使光源驅(qū)動器172關(guān)閉泵浦光源43，或使可變衰減器，如果有的話，增大光衰減量。
這一控制的意圖是檢測連接泵浦光源單元171與光放大單元170的連接器178已經(jīng)脫離的一種狀態(tài)。從泵浦光源單元171輸出的泵浦光不僅有很高的功率，而且泵浦光還被光纖會聚。若連接器已經(jīng)脫離，工作人員就遭受到泵浦光照射，這會給工作人員的皮膚和眼睛帶來很大危害。由于這個原因，光放大單元中泵浦光輸入監(jiān)測器177是用于檢測泵浦光的輸出功率，從而檢測到連接器178的狀態(tài)。當泵浦光的輸出功率已經(jīng)下降到低于預(yù)定值時，就認為連接器已經(jīng)脫離，于是發(fā)出報警聲響，或者泵浦光源停止工作使工作人員免受危害。
圖22表示檢測光放大單元與泵浦光源單元之間連接狀態(tài)的另一種布置。
在此布置中，來自多個泵浦光源183的光束首先耦合，然后被光耦合器/分光器184分解。泵浦光源單元借助連接器180也與光放大單元連接。在這個情況下也是一樣，檢測每個連接器的狀態(tài)。
即，其中配置了一個反射監(jiān)測器128，來自連接器180的反射光被分光器185分解，然后由光電二極管190檢測，光電二極管190送出一個檢測輸出到監(jiān)測器電路186。若連接器已脫離，來自連接器的反射光功率高于連接器未脫離時的反射光功率。當反射光功率變得高于預(yù)置值時，監(jiān)測器電路產(chǎn)生一個報警信號。另外，若泵浦光源單元中有可變衰減器，監(jiān)測器電路控制可變衰減器，使泵浦光的輸出功率下降到零，或下降到安全的水平。或者，監(jiān)測器電路186送出一個控制信號到控制電路187，使驅(qū)動電路188關(guān)閉泵浦光源183。
圖23A和23B說明泵浦光源單元中泵浦光源是如何連接的。
在圖23A中，泵浦光源(激光二極管，LD)是與晶體管200串聯(lián)連接的。這種布置需要較少的晶體管，所以比每個LD分別驅(qū)動消耗較少功率。
作為一個例子，考慮圖23B所示的情況，一個LD與一個晶體管201相連。假定LD兩端的電壓為V，流過晶體管的電流為I，則晶體管中功率消耗為P=(Vcc-V)I。另一方面，若多個LD是圖23A所示的串聯(lián)連接，則晶體管200中的功率消耗為P’=(V’cc4V)I，其中Vcc=(1+α)V,V’cc=(4+α’)V，假定α與α’大致相等。
比較圖23A與圖23B之間晶體管功率消耗說明，4P-P’=(4α-α’)，所以4P大于P’。因此，多個串聯(lián)連接的LD與一個晶體管的組合比每個LD與一個晶體管的多個組合有較少的功率消耗。而且，需要較少的晶體管。
然而，泵浦LD不必串聯(lián)連接。例如，若泵浦LD在光源驅(qū)動電路內(nèi)并聯(lián)連接，比串聯(lián)連接更容易用一個好的LD替換失效的LD，且并聯(lián)連接有冗余度。
以上各個實施例是用光纖放大器來描述的。也可以采用半導(dǎo)體光放大器，把半導(dǎo)體作為放大媒質(zhì)。
利用可變衰減器調(diào)節(jié)給放大媒質(zhì)的泵浦光輸出功率，這就使調(diào)節(jié)泵浦光輸出功率變得更容易。
把光放大器分解成含一個或多個泵浦光源的泵浦光源單元和對熱敏感的光放大單元，這就使光放大單元中的放大媒質(zhì)免受泵浦光源發(fā)出熱量的影響，因而運行穩(wěn)定。
通過調(diào)節(jié)可變衰減器的衰減量以適應(yīng)系統(tǒng)升級，例如打算增加信號多路復(fù)用級次以便使系統(tǒng)升級。把泵浦光源單元安排成這樣，使附加的一個或多個泵浦光源可以添加上去，這就不需要在系統(tǒng)安裝時放置多余的泵浦光源，可以降低初期投資。
若泵浦光是從泵浦光源單元提供給多個放大媒質(zhì)，可以對每個放大媒質(zhì)調(diào)整其泵浦光功率。
權(quán)利要求
1．一個放大入射信號光的光放大器，放大是響應(yīng)于加到光放大器上的泵浦光，包括可變衰減器，用于改變加到光放大器上的泵浦光輸入功率，從而調(diào)節(jié)此光放大器的放大特性。
2．按照權(quán)利要求1的光放大器，其中配置了提供泵浦光的光耦合裝置，把多個泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光束耦合成一個泵浦光束。
3．按照權(quán)利要求1的光放大器，其中配置地提供泵浦光的分光裝置，把一個泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光束分解成多個泵浦光。
4．按照權(quán)利要求1的光放大器，其中配置了提供泵浦光的光耦合/分光裝置，把多個泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光束耦合成一個泵浦光束，再把這個泵浦光束分解成多個光束。
5．按照權(quán)利要求2的光放大器，其中多個泵浦光源和光耦合裝置組合成一個單元，此單元安排成這樣，來自不同泵浦光源或不同泵浦光源單元的泵浦光能夠附加地耦合到光耦合裝置。
6．按照權(quán)利要求4的光放大器，其中多個泵浦光源和光耦合裝置組合成一個單元，此單元安排成這樣，來自不同泵浦光源或不同泵浦光源單元的泵浦光能夠附加地耦合到光耦合/分光裝置。
7．按照權(quán)利要求2的光放大器，其中多個泵浦光源、光耦合裝置和可變衰減器組合成一個單元。
8．按照權(quán)利要求3的光放大器，其中泵浦光源，分光裝置和可變衰減器組合成一個單元。
9．按照權(quán)利要求4的光放大器，其中多個泵浦光源，光耦合/分光裝置和可變衰減器組合成一個單元。
10．按照權(quán)利要求7的光放大器，其中光耦合裝置安排成這樣，來自不同泵浦光源或不同泵浦光源單元的泵浦光能夠附加地耦合到光耦合裝置。
11．按照權(quán)利要求9的光放大器，其中光耦合/分光裝置安排成這樣，來自不同泵浦光源或不同泵浦光源單元的泵浦光能夠附加地耦合到光耦合/分光裝置。
12．多個光放大單元合并成的一個組件，每個光放大單元包括一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，這是對泵浦光加到放大媒質(zhì)上的響應(yīng)，此泵浦光是由分光裝置把一個泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光束分解成多個光束提供的，或是由光耦合/分光裝置把多個泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光束耦合成一個光束并把這個光束分解成多個光束提供的。
13．一個光通訊設(shè)備，包括泵浦光源單元和光放大單元，用于放大入射信號光，這是對來自泵浦光源單元的泵浦光加到光放大單元上的響應(yīng)，其中泵浦光源單元放置在光通訊設(shè)備中熱輻射條件良好的地方。
14．一個放大入射信號光的光放大器，放大是響應(yīng)于來自泵浦光源單元的加到光放大器上的泵浦光，此泵浦光源單元有產(chǎn)生泵浦光束的泵浦光源和耦合多個泵浦光束的光耦合裝置，泵浦光源單元包括偏振面旋轉(zhuǎn)單元，把來自光耦合裝置的輸出泵浦光偏振而轉(zhuǎn)過第一轉(zhuǎn)角用作傳輸，把返回光的偏振面轉(zhuǎn)過第二轉(zhuǎn)角，此返回光是從連接泵浦光源單元與光放大器其他元件的連接器上反射返回到泵浦光源單元的輸出泵浦光，從而把波長不同于泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光返回光輸入到泵浦光源。
15．一個放大入射信號光的光放大器，放大是響應(yīng)于來自泵浦光源單元的加到光放大器上的泵浦光，此泵浦光源單元有多個泵浦光源和光耦合/分光裝置，每個泵浦光源產(chǎn)生一個泵浦光束，光耦合/分光裝置用于耦合多個泵浦光束并把耦合成的一個光束分解成多個光束，此泵浦光源單元包括偏振而旋轉(zhuǎn)單元，把來自光耦合裝置的輸出泵浦光偏振面轉(zhuǎn)過第一轉(zhuǎn)角用作傳輸，把返回光的偏振面轉(zhuǎn)過第二轉(zhuǎn)角，此返回光是從連接泵浦光源單元與光放大器其他元件的連接器上反射返回到泵浦光源單元的輸出泵浦光，從而把波長不同于泵浦光源產(chǎn)生的泵浦光返回光輸入到泵浦光源。
16．一個光放大器，其中泵浦光源單元有產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對泵浦光加到放大媒質(zhì)上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元借助連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，此光放大單元包括一個單元，它根據(jù)來自泵浦光源單元的泵浦光輸出功率，確定泵浦光源單元與光放大單元之間的連接是否被利用連接器建立起來。
17．一個光放大器，其中泵浦光源單元有產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對泵浦光加到放大媒質(zhì)上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元借助連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，此光放大單元包括一個單元，它根據(jù)從連接器反射的返回光功率，確定泵浦光源單元與光放大單元之間的連接是否被利用連接器連接起來。
18．一個光放大器，其中泵浦光源單元有產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，光放大單元有放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用對泵浦光加到放大媒質(zhì)上的響應(yīng)，泵浦光源單元與光放大單元借助連接器連在一起，可以使泵浦光傳送到光放大單元，它包括一個單元，用于確定泵浦光源單元與光放大單元之間的連接是否被利用連接器建立起來。
19．按照權(quán)利要求16,17和18中任一條的光放大器，其中當泵浦光源單元與光放大單元之間的連接沒有被利用連接器建立起來時，泵浦光源單元把泵浦光輸出功率衰減到安全的水平，或停止泵浦光的輸出。
20．一個光放大單元，它有一個放大入射信號光的放大媒質(zhì)，放大作用是對來自不同泵浦光源單元泵浦光加到放大媒質(zhì)上的響應(yīng)，光放大單元與泵浦光源單元用一個連接器連成一個光放大器，其中配置了可變衰減器，用于調(diào)節(jié)輸入到放大媒質(zhì)的泵浦光功率。
21．一個泵浦光源單元，它有一個產(chǎn)生泵浦光的泵浦光源，此泵浦光輸出到不同的光放大單元，泵浦光源單元與光放大單元之間用一個連接器連成一個光放大器，其中配置了可變衰減器，用于調(diào)節(jié)輸出到光放大單元的泵浦光功率。
全文摘要
利用一個可變衰減器改變從泵浦光源提供的泵浦光輸出功率,此可變衰減器受可變衰減器驅(qū)動電路控制。把含泵浦光源的部分與含放大媒質(zhì)的部分分開,就可以避免泵浦光源發(fā)出的熱量對放大媒質(zhì)產(chǎn)生不利影響。把含泵浦光源的部分安排成在需要時可以添加一個或幾個泵浦光源,就能夠很容易適應(yīng)系統(tǒng)升級時傳輸系統(tǒng)需要更多個泵浦光源的要求。把含放大媒質(zhì)的部集合成一個組件,就可以把光放大器做得很小。
文檔編號H01S3/131GK1215264SQ9810844
公開日1999年4月28日 申請日期1998年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者大嶋千裕, 木下進, 近間輝美 申請人:富士通株式會社