一种提升分布式光放大增益平坦度系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种分布式拉曼光放大技术，特别是一种能够提升分布式光放大增益平坦度的系统。
【背景技术】
[0002]随着信息社会的发展，人类对信息传输的需求急剧膨胀，大幅度提升现有光纤系统的容量，增加无电再生中继的传输距离，已经成为光纤通信领域的热点；同时超长距离的分布式光纤传感技术在交通、电力、煤矿、石化、国防安全等领域发挥越来越重要的作用。
[0003]在这种背景下，拉曼放大器由于其固有的低噪声和几乎无限的带宽特性而得到广泛关注。由于分布式特点，拉曼放大技术现在广泛应用在无电中继的超长距离和高比特率的传输系统和长距离分布式光纤传感中。
[0004]分布式拉曼光纤放大技术是基于光纤中受激拉曼效应而发展起来的一种较为成熟的分布式光放大技术。拉曼光纤放大器具有噪声低、全波段可放大和利用传输光纤作介质在线放大的优点。由于拉曼放大具有负的等效噪声指数，光纤拉曼放大器比EDFA的噪声性能要好很多，允许信号传送更长的距离。然而实际的光信号传输情况要复杂的多，拉曼放大器在实用过程中还需要解决诸多问题，提高增益平坦度就是其中一个关键问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种提升分布式光放大增益平坦度系统，通过调整随机激光的FGB位置，实现提升分布式光放大增益平坦度，以及更长距离的分布式光放大。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型拟采用如下技术方案:提供一种提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，包括拉曼泵浦光源、波分复用器、用于运输泵浦光的第一单模光纤、FBG、用于光放大的第二单模光纤以及信号光源；所述拉曼泵浦光源与波分复用器第一输入端相连，且所述信号光源与波分复用器第二输入端相连；所述波分复用器公共端与第一单模光纤第一端相连，所述第一单模光纤第二端与FBG第一端相连；所述FBG第二端与第二单模光纤第一端相连，所述第二单模光纤第二端作为输出。
[0007]实施方式之一，所述波分复用器第一输入端输入波长为1365nm，第二输入端输入波长为1550nmo
[0008]实施方式之一，采用1455nm FBG与第二单模光纤结合，形成一阶半开腔随机激光结构。
[0009]实施方式之一，所述第一单模光纤长度小于第二单模光纤长度。
[0010]实施方式之一，所述第一单模光纤长度为10km。
[0011]实施方式之一，所述第二单模光纤长度为40km。
[0012]本实用新型的一种提升分布式光放大增益平坦度系统具有以下有益效果:
[0013]1、通过设置第一单模光纤调整FBG位置，从而改变激射的一阶随机激光在光纤中的功率分布，将激射光功率朝光纤中部推送，使激射的一阶随机激光功率集中到第二单模光纤，使得1550nm信号在光纤中部得到更多增益，这样可以补偿部分随距离增加的信号损耗，实现更平坦的增益分布；
[0014]2、通过第二单模光纤提供分布式瑞利反馈，与FBG构成一阶半开腔随机光纤激光结构，降低了随机激光激射阈值；
[0015]3、将一阶随机激光功率分布推向光纤远端，得到整段光纤更平坦的增益分布，使信号质量更均匀；特别是在光反射仪领域，沿光纤长度均匀分布的光信号可以使测量结果的一致性更好；这是其他放大方式无法比拟的。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的一种提升分布式光放大增益平坦度系统示意图；
[0017]其中，1、拉曼泵浦光源；2、波分复用器(WDM) ;3、第一单模光纤；4、FBG ;5、第二单模光纤；6、信号光源。
[0018]图2为本实用新型实施例提供的1365nm泵浦功率分布示意图。
[0019]图3为本实用新型实施例提供的1455nm随机激光功率分布示意图。
[0020]图4为本实用新型实施例提供的1550nm信号光功率分布示意图。
【具体实施方式】
[0021]为便于本领域技术人员理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例，对技术方案的内容作进一步的详细描述。
[0022]如图1所示为本实用新型提供的一种提升分布式光放大增益平坦度系统示意图。
[0023]该提升分布式光放大增益平坦度系统主要包括:拉曼泵浦光源1、波分复用器(WDM) 2、用于运输泵浦光的第一单模光纤3、FBG4、用于光放大的第二单模光纤5和信号光源6。不失一般性，假设信号光源波长为1550nm，拉曼泵浦光源波长为1365nm，WDM复用波长分别为1365nm或1550nm，FBG中心波长为1455nm，第一单模光纤长度和第二单模光纤长度经过优化分别为1km和40km。具体实施时，波长为1365nm的拉曼泵浦光源I与WDM2的第一输入端相连，波长为1550nm的信号光源6与WDM2的第二输入端相连，WDM2公共端通过1km长的第一单模光纤3与FBG4相连，最后FBG4接入40km长的第二单模光纤5。
[0024]WDM2第一端的输入波长为1365nm，即图1中的2_1端；WDM2第二端的输入波长为1550nm，即图1中的2_2 ；WDM2公共端为图1中的2_3端。
[0025]本实施例利用1365nm拉曼光纤激光器做泵浦，基于随机分布瑞利反馈产生1455nm随机激光，利用激射的1455nm随机激光作为1550nm信号光的泵浦，实现分布式随机激光光放大；并且通过调节1455nmFGB的位置，实现随机激光功率分布可调。
[0026]该提升分布式光放大增益平坦度系统实现过程主要包括能产生一阶随机激光的部分和基于一阶随机激光的二阶拉曼放大部分。
[0027]一阶随机激光部分的实现主要由拉曼泵浦光源1、WDM2、第一单模光纤3、FGB4和第二单模光纤5完成的。第一单模光纤3主要用于调整FGB位置，使激射随机激光功率峰值朝光纤远端推送；第二单模光纤5主要用于提供分布式瑞利反馈，与FGB组成半开腔随机激光结构。
[0028]二阶拉曼放大部分主要由激射的一阶随机激光提供泵浦，并在第二单模光纤5中实现分布式拉曼放大。信号光源6通过波分复用器2耦合进放大系统。本实用新型通过将一阶随机激光功率分布推向光纤远端，得到整段光纤更平坦的增益分布。
[0029]通过第二单模光纤5提供分布式瑞利反馈，结合在光纤腔体中放置1455nm FBG4的形式，构成半开腔随机激光器结构，以此降低随机激光激射阈值。如图2所示为本实用新型提供的1365nm泵浦功率分布示意图，展示了泵浦沿光纤长度的功率分布。拉曼泵浦光源I功率为36dBm，随机激光激射阈值为34.8dBm,该泵浦功率下可以实现稳定的1455nm随机激光激射和功率分布，为1550nm信号光提供分布式放大增益。
[0030]所述1455nm随机激光器中1455nm FBG4和1365nm波分复用器2之间连接一段1km长的第一单模光纤3，实现FBG4FGB位置可调。
[0031]第一单模光纤3使得激射的1455nm随机激光功率朝光纤远端推送，实现增益更平坦的分布式光放大。第一单模光纤3用于调节FGB位置，其长度优化为10km，如果第一单模光纤3过长，1365nm泵浦光功率被消耗过多，1455nm随机激光难以激射；如果第一单模光纤3过短，对实现更平坦的增益分布没有效果。1km的第一单模光纤可以同时兼顾随机激光较低的激射阈值和更明显的平坦增益效果。
[0032]第二单模光纤5主要用于信号传输，其长度优选为40km，可以实现分布式光纤传感，并可以保证在整段光纤都有较平坦的增益，信号沿光纤传输都能得到放大。
[0033]如图3所示为本实用新型实施例提供的1455nm随机激光功率分布示意图，展示了激射的1455nm随机激光沿光纤长度的功率分布。可以看到随机激光功率集中部分朝光纤内部移动了数公里。如图4所示为本实用新型实施例提供的1550nm信号光功率分布示意图，展不了被放大的1550nm信号光沿光纤长度的功率分布。可以看出放大后的信号光功率沿光纤长度分布更平坦。
[0034]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，包括:拉曼泵浦光源、波分复用器、用于运输泵浦光的第一单模光纤、FBG、用于光放大的第二单模光纤以及信号光源；所述拉曼泵浦光源与波分复用器第一输入端相连，且所述信号光源与波分复用器第二输入端相连；所述波分复用器公共端与第一单模光纤第一端相连，所述第一单模光纤第二端与FBG第一端相连；所述FBG第二端与第二单模光纤第一端相连，所述第二单模光纤第二端作为输出。2.根据权利要求1所述的提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，所述波分复用器第一输入端输入波长为1365nm，第二输入端输入波长为1550nm。3.根据权利要求1所述的提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，采用1455nm FBG与第二单模光纤结合，形成一阶半开腔随机激光结构。4.根据权利要求1所述的提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，所述第一单模光纤长度小于第二单模光纤长度。5.根据权利要求1或4所述的提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，所述第一单模光纤长度为10km。6.根据权利要求1或4所述的提升分布式光放大增益平坦度系统，其特征在于，所述第二单模光纤长度为40km。
【专利摘要】本实用新型公开一种提升分布式光放大增益平坦度系统；通过设置第一单模光纤调整FBG位置，从而改变拉曼泵浦光在光纤中的功率分布，将激射光功率朝光纤中部推送，使激射的一阶随机激光功率集中到第二单模光纤，使得1550nm信号在光纤中部得到更多增益，这样可以补偿部分随距离增加的信号损耗，实现更平坦的增益分布；通过第二单模光纤提供分布式瑞利反馈，与FBG构成一阶半开腔随机光纤激光结构，降低了随机激光激射阈值；将一阶随机激光功率分布推向光纤远端，得到整段光纤更平坦的增益分布，使信号质量更均匀；特别是在光反射仪领域，沿光纤长度均匀分布的光信号可以使测量结果的一致性更好；这是其他放大方式无法比拟的。
【IPC分类】G02F1/39, H01S3/30
【公开号】CN204667024
【申请号】CN201520394355
【发明人】张菡, 范孟秋, 吴忠, 张晓 , 张猛, 郑元伟, 龙诺亚, 李由, 撒兴杰, 熊铖, 任阳阳, 陆飙, 李柏森, 刘晓波, 杨吉翔, 黎皓, 吕健, 张祥忠, 王子南, 饶云江
【申请人】贵州电网公司信息通信分公司, 电子科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月10日