本發(fā)明涉及光纖傳輸，特別是涉及摻鉺光纖放大器。

背景技術(shù)：

摻鉺光纖放大器在光纖通信系統(tǒng)可用做中繼放大器，用于延長干線網(wǎng)的傳遞長度，可用作前置放大器，用于將特別小的光信號放大再輸入至光接收機(jī)中，從而提高光接收機(jī)的靈活度，還可用作后置放大器，用于提高發(fā)射光功率，可見，摻鉺光纖放大器在光纖通信系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。然而，現(xiàn)有摻鉺光纖放大器卻存在可靠性差、抗干擾能力弱的問題，當(dāng)光信號受到外界因素干擾產(chǎn)生波動時，摻鉺光纖放大器輸出不穩(wěn)定，甚至還會降低電源穩(wěn)定度以及溫度的控制精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供摻鉺光纖放大器，解決現(xiàn)有摻鉺光纖傳感器存在的可靠性差、抗干擾能力弱的問題。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：

摻鉺光纖放大器，包括輸入端光隔離器、光波分復(fù)用器、輸出端光隔離器、光濾波器以及自動增益控制單元；

所述輸入端光隔離器接收外部輸入光后，輸入至光波分復(fù)用器，再經(jīng)摻鉺光纖輸入至輸出端光隔離器，再經(jīng)光濾波器進(jìn)行濾波后，輸入至外部負(fù)載中；所述光濾波器輸出的光信號還輸入至自動增益控制單元中，由自動增益控制單元控制光波分復(fù)用器。

進(jìn)一步地，所述自動增益控制單元包括光探測器、控制模塊、DA轉(zhuǎn)換模塊、泵浦驅(qū)動模塊以及泵浦激光器；

所述光探測器接收光濾波器輸出的光信號，并輸入至控制模塊中，控制模塊根據(jù)光探測器輸出的功率，通過處理得出控制指令，控制指令經(jīng)DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換后，輸入至泵浦驅(qū)動模塊中，進(jìn)而控制泵浦激光器。

進(jìn)一步地，所述控制模塊為DSP，運(yùn)用PID算法改變泵浦激光器的驅(qū)動變流，使得泵浦激光器的輸出功率保持穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，所述自動增益控制單元還包括溫度檢測模塊和制冷模塊；所述溫度檢測模塊用于檢測泵浦激光器的溫度，將檢測到的溫度輸入至控制模塊中，控制模塊進(jìn)行判斷后，根據(jù)需要驅(qū)動制冷模塊，以維持泵浦激光器在恒定溫度下工作。

進(jìn)一步地，所述DA轉(zhuǎn)換模塊為DAC0832。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點：

1、在輸入端設(shè)置輸入端光隔離器，在輸出端設(shè)置輸出端光隔離器，用于防止光反射，減小摻鉺光纖放大器工作時的噪聲，提高摻鉺放大器工作的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)置自動增益控制單元，實現(xiàn)摻鉺光纖放大器的自動增益控制，提高可靠性和抗干擾能力；

2、在所述自動增益控制單元包括光探測器、控制模塊、DA轉(zhuǎn)換模塊、泵浦驅(qū)動模塊、泵浦激光器、溫度檢測模塊以及制冷模塊，實現(xiàn)對泵浦激光器的輸出功率以及工作溫度的控制，進(jìn)一步提高可靠性和抗干擾能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。

摻鉺光纖放大器，包括輸入端光隔離器、光波分復(fù)用器、輸出端光隔離器、光濾波器以及自動增益控制單元；所述輸入端光隔離器接收外部輸入光后，輸入至光波分復(fù)用器，再經(jīng)摻鉺光纖輸入至輸出端光隔離器，再經(jīng)光濾波器進(jìn)行濾波后，輸入至外部負(fù)載中；所述光濾波器輸出的光信號還輸入至自動增益控制單元中，由自動增益控制單元控制光波分復(fù)用器。

光隔離器是一種只允許單向光通過的無源光器件，能很好地隔離光纖回波反射的光，提高光波傳輸效率。光隔離器具備正向插入損耗低、反向隔離度高、回波損耗高的特點。在傳輸光的過程中，容易產(chǎn)生反射光，導(dǎo)致產(chǎn)生附加噪聲，且反射光進(jìn)入泵浦激光器，會引起泵浦激光器產(chǎn)生劇烈波動，使得系統(tǒng)性能變差，在輸入端設(shè)置輸入端光隔離器，在輸出端設(shè)置輸出端光隔離器，用于防止光反射，減小摻鉺光纖放大器工作時的噪聲，提高摻鉺放大器工作的可靠性和穩(wěn)定性。

光波分復(fù)用器將一系列載有信息，但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸，本發(fā)明的光波分復(fù)用器用于將經(jīng)過輸入端光隔離器進(jìn)行光隔離后的光信號與泵浦激光器產(chǎn)生的激光信號復(fù)合在一起，具有與極化無關(guān)、信號頻帶平坦、成本低、插入損耗小的特性。

光濾波器用于將輸出端光隔離器輸出的光信號進(jìn)行解復(fù)用，分離出所需的波長。

自動增益控制單元包括光探測器、控制模塊、DA轉(zhuǎn)換模塊以及泵浦驅(qū)動模塊；所述光探測器接收光濾波器輸出的光信號，并輸入至控制模塊中，控制模塊根據(jù)光探測器輸出的功率，通過處理得出控制指令，控制指令經(jīng)DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換后，輸入至泵浦驅(qū)動模塊中，進(jìn)而控制泵浦激光器。

光探測器用于檢測光濾波器輸出的光信號的光功率，將光功率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流，光探測器的性能指標(biāo)影響摻鉺光纖放大器的性能，本發(fā)明的光探測器在光波長范圍內(nèi)具有靈敏度高、噪聲小、量子效率高、響應(yīng)速度快的特點。

控制模塊為DSP，運(yùn)用PID算法改變泵浦激光器的驅(qū)動變流，使得泵浦激光器的輸出功率保持穩(wěn)定。控制模塊使用DSP，具有處理復(fù)雜時序速度快的特點，結(jié)合PID算法，使得摻鉺放大器具有更好的可靠性以及抗干擾能力，還能提升電源穩(wěn)定度和溫度的控制精確度。PID即比例-積分-微分，是一種線性控制器，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值和實際輸出數(shù)值得到的控制偏差，將得到的偏差值按比例、積分和微分通過線性組合計算出控制量，控制泵浦驅(qū)動電路。DA轉(zhuǎn)換模塊為DAC0832，用于將控制模塊輸出的數(shù)字化控制指令轉(zhuǎn)換為模擬信號，輸入至泵浦驅(qū)動模塊中，通過改變泵浦驅(qū)動模塊的輸出電流，改變泵浦激光器的輸出，實現(xiàn)自動增益控制。

進(jìn)一步地，自動增益控制單元還包括溫度檢測模塊和制冷模塊；所述溫度檢測模塊用于檢測泵浦激光器的溫度，將檢測到的溫度輸入至控制模塊中，控制模塊進(jìn)行判斷后，根據(jù)需要驅(qū)動制冷模塊，以維持泵浦激光器在恒定溫度下工作。在自動增益控制過程中，泵浦激光器的溫度直接影響到其能否正常工作，溫度的變化會影響增益的變化，因此需要保證激光器在恒定溫度下工作。溫度檢測模塊檢測泵浦激光器的工作溫度，當(dāng)工作溫度超過正常工作溫度時，啟動制冷模塊，使得泵浦激光器維持在正常工作溫度下。

泵浦激光器功耗低，光光轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)40％以上，大大減少了運(yùn)行成本；性能可靠、壽命長，泵浦能量穩(wěn)定性好，比閃光燈泵浦優(yōu)一個能量級，性能可靠，運(yùn)行壽命長，無需維護(hù)；輸出光束質(zhì)量好，泵浦激光的高轉(zhuǎn)換效率，減少激光工作物質(zhì)的熱透鏡效應(yīng)，大大改善泵浦激光器的輸出光束質(zhì)量。