专利名称：级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电通信领域，具体属于光传输中掺铒光纤放大泵浦光源的接入装置。
在长途光纤通信中，当光信号传输一定距离后，就要加一中继器，将减弱的光信号放大，然后继续传输。传统的中继器是先将弱光信号转换成电信号，对电信号进行整形放大后，再将电信号转换成强光信号发送出去。这种中继器设备复杂，可靠性不高，对长距离海底光纤通信相当困难。如果采取光放大器，直接对光信号进行放大，就能省掉光—电—光转换过程，简化中继设备。掺铒光纤放大器(以下简称EDFA)就是光放大器的一种，它需要泵浦光源对掺铒光纤进行激励，从而达到放大目的，具体结构如
图1所示，该图中信号光只经一段掺铒光纤203放大。如果要制作大功率的EDFA，就必须采取多泵浦多段掺铒光纤进行级联放大。现有的大功率EDFA采取多泵浦多段掺铒光纤级联放大时，每段掺铒光纤使用一个独立的泵浦光源，其结构见图2。图2只作出掺铒光纤放大部分的结构，信号光经光隔离器5后依次经掺铒光纤603、703、903、113放大，最后经光隔离器12输出。在每段掺铒光纤603、703、903、113之前，分别都有一个波分复用器601、701、901、111，泵浦激光器602、702、902、112分别通过波分复用器601、701、901、111和信号光进行合波，然后输出给相应的掺铒光纤，实现对信号光的放大。在波分复用器901之前还加了一个光隔离器8，其作用是防止反向激发辐射光损坏泵浦激光器602、702，同时也避免反向激发辐射光吸收掺铒光纤603、703的反转粒子数，降低增益。
随着波分复用系统的出现，对EDFA提出了增益平坦、增益控制等要求，经研究发现EDFA的增益谱线跟掺铒光纤里的粒子反转数有直接的关系，而目前为达到增益控制的目的，主要是通过改变泵浦光功率来实现的。对于单个泵浦源来讲，就只要控制一个泵浦源，但是对于大功率输出需要多个泵浦源时，控制一个泵浦就成了问题，因为在这种级联结构里，单一改变其中一个泵浦光源，则对其中的一段掺铒光纤来讲，粒子反转数有改变，而其它各段没有改变，使得由各段增益谱线叠加而成的输出谱线不确定，使增益平坦控制相当困难。当然可以同时改变四个泵浦光源，但是这样也会带来许多控制上的问题，如应该改变哪个泵浦源，每个泵浦源应该改变多少功率才能在不改变增益曲线的情况下同时控制增益。
本实用新型的目的是为级联EDFA提供一种泵浦光源的接入装置，利用该装置进行增益控制时，能比较方便地通过改变较少的泵浦光源来达到增益控制的目的，同时不影响增益曲线的形状。
本实用新型的目的是这样实现的，级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置包括至少两个泵浦激光器，其输出的泵浦光在接入掺铒光纤前，通过波分复用器与信号光进行合波，其特征在于泵浦光源接入装置还包括有耦合器，所述泵浦激光器输出的泵浦光先经耦合器耦合，然后再输出给波分复用器。
所述耦合器为2×2耦合器，其输出功率比为1∶1；当级联掺铒光纤的段数为N(N≥2)时，作为泵浦源的泵浦激光器个数为N，所述2×2耦合器个数为N-1。
由于以上方案中，泵浦光源在接入掺铒光纤之前先进行交叉耦合，使多个泵浦光源构成一个整体，而不再是彼此独立。调节其中一个泵浦光源的功率将会按固定比例地影响所有或多段掺铒光纤的增益，所以不会或减少对输出增益谱线的平坦性产生不良影响，在进行增益控制时，降低了增益平坦控制的难度。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是掺铒光纤放大原理图；图2是现有技术中级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入结构图；图3是本实用新型实施例的泵浦光源接入结构图。
图4是本实用新型另一实施例的泵浦光源接入结构图。
信号光经掺铒光纤放大的原理如图1所示，信号光通过分路器1，一小部分光被分出送给探测器401，作为输入信号光监测用，大部分光通过分路器1以后进入掺铒光纤放大器2的光隔离器201，再和泵浦光源205输出的泵浦光分别从波分复用器(以下简称WDM)202的两个端口进入，混合以后从WDM202的信号光端口出来接入掺铒光纤203进行放大，经放大后的光再经过光隔离器204输入到光分路器3，由分路器3分出一小部分光送给光监测器402，进行输出光监测，大部分光作为信号光输出。其中光分路器1和光分路器3可将输入的信号光按一定比例输出给不同端口，光隔离器201、204的作用是防止反射光在光路里来回振荡。
图2是现有技术中泵浦光源的接入结构图，在前面已经介绍。
在本实用新型中，级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置包括至少两个泵浦激光器，另外还包括有耦合器，泵浦激光器输出的泵浦光先经耦合器耦合，然后再输出给波分复用器，与信号光合波。
本实用新型的一个实施例如图3所示。本实施例的掺铒光纤放大是由四段掺铒光纤142、152、172、182级联而成，每段掺铒光纤都有一个WDM。信号光经光隔离器13后在第一个WDM141和泵浦光源装置21第一输出端Out1输出的泵浦光进行合波，然后输出到第一段掺铒光纤142进行第一次放大。因每段掺铒光纤放大倍数是有限度的，所以对大功率信号输出，经一次放大后的信号光将输出给第二个WDM151，和泵浦光源装置21第二输出端Out2输出的泵浦光混合，然后在第二段掺铒光纤152进行第二次放大；和第一、第二次放大一样，第二次放大后的信号光又依次经第三WDM171、第三段掺铒光纤172、第四WDM181、第四段掺铒光纤182，分别和泵浦光源装置21第三、第四输出端Out3、Out4输出的泵浦光进行混合放大，然后经光隔离器19输出给外部光路进行传输或作其它用。其中隔离器16的作用也是防止反向激发辐射光影响放大增益。
根据图3，本实施例泵浦光源装置21包括四个泵浦激光器(LD)214、215、216、217和三个2×2耦合器211、212、213。泵浦激光器215和泵浦激光器216输出的泵浦光从耦合器213的两个输入端输入，耦合器213对输入的泵浦光强度在两个输出端进行重新分配，本实施例中三个耦合器的输出强度比为1∶1。耦合器213的两个输出端分别与耦合器211、耦合器212的输入端连接，并分别和泵浦激光器214、泵浦激光器217的泵浦光进行耦合。耦合器211对泵浦激光器214、耦合器213输出的泵浦光进行耦合，然后平均输出给两个输出端，即泵浦光源装置21的两个输出端Out1、Out2；耦合器212对泵浦激光器217、耦合器213输出的泵浦光进行耦合，然后也平均地从泵浦光源装置的另外两个输出端Out3、Out4输出。
采用如图3所示的泵浦光源装置，当要对放大增益进行调节时，只需改变泵浦激光器215或泵浦激光器216的输出功率，这时，泵浦光源装置的四个输出端Out1、Out2、Out3、Out4的输出功率同步变化，四段掺铒光纤的增益也同步变化，所以不会影响整个掺铒光纤放大增益曲线的形状。
本实施例中是四段掺铒光纤级联放大，使用的是四个泵浦激光器通过三个耦合器耦合而成的泵浦光源接入装置，而且每个耦合器的功率输出比都为1∶1。但本实用新型保护范围不仅限于如此，可以根据需要对泵浦光源作适当调整。如对三段掺铒光纤级联放大，就可以使用如图4所示泵浦光源装置31，该装置包括三个泵浦激光器313、314、315和两个耦合器311、312，其三个输出端Out1、Out2、Out3输出的泵浦光分别作为三段掺铒光纤的泵浦光源。另外，耦合器的输出功率比也不限于1∶1，可以根据需要设为其它比例，如1∶2。
权利要求1.级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置包括至少两个泵浦激光器，其输出的泵浦光在接入掺铒光纤前，通过波分复用器与信号光进行合波，其特征在于泵浦光源接入装置还包括有耦合器，所述泵浦激光器输出的泵浦光先经耦合器耦合，然后再输出给波分复用器。
2.根据权利要求1所述的级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置，其特征在于所述耦合器为2×2耦合器，其输出功率比为1∶1；当级联掺铒光纤的段数为N(N≥2)时，作为泵浦光源光源的泵浦激光器个数为N，所述2×2耦合器个数为N-1。
3.根据权利要求2所述的级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置，其特征在于所述级联掺铒光纤是由掺铒光纤(142)、(152)、(172)、(182)共四段级联而成，所述泵浦光源接入装置包括四个泵浦激光器(214)、(215)、(216)、(217)和三个耦合器(211)、(212)、(213)，泵浦激光器(215)、(216)输出的泵浦光在耦合器(213)处耦合，耦合器(213)对泵浦光进行平均分配后，其两个输出端分别与泵浦激光器(214)、泵浦激光器(217)在耦合器(211)、耦合器(212)处耦合，耦合器(211)、(212)的输出端即为泵浦光源接入装置的输出端Out1、Out2、Out3、Out4。
4.根据权利要求2所述的级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置，其特征在于所述级联掺铒光纤是由三段掺铒光纤级联而成，所述泵浦光源接入装置包括三个泵浦激光器(313)、(314)、(315)和两个耦合器(311)、(312)。
专利摘要本实用新型公开了一种级联掺铒光纤放大的泵浦光源接入装置,该装置包括至少两个泵浦光源。泵浦源在接入掺铒光纤放大器的波分复用器(WDM)之前,先通过耦合器耦合,使各泵浦源的输出光在耦合器的输出端重新进行功率分配。这样,所有泵浦源构成一个整体,调节其中一个泵浦光源的功率将会按固定比例地影响所有或多段掺铒光纤的增益,所以不会或减少对输出增益谱线的平坦性产生不良影响,降低了增益平坦控制难度。
文档编号G05D25/00GK2381070SQ99216418
公开日2000年5月31日 申请日期1999年7月11日 优先权日1999年7月11日
发明者邹美余 申请人:深圳市华为技术有限公司