专利名称：能够保护光纤端面的喇曼光纤放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信用喇曼光纤放大器，具体的说涉及喇曼光纤放大器的光路结构设计及放大器的软件控制。
背景技术：
如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的喇曼增益带宽内，弱信号光即可得到放大，这种基于受激喇曼散射机制的光放大器即称为喇曼光纤放大器。对于分布式喇曼光纤放大器，在普通G.652光纤中要获得10dB增益，需要550mW以上的泵浦功率，这么高的泵浦功率在输入到传输光纤中时，如果光纤端面不清洁，在工程施工中很容易就把光纤端面烧伤。虽然工程施工人员在工作过程中也清洁了光纤端面，在很多时候光纤端面清洁的不是很干净；或者光纤端面本来是干净的，但不正确的清洁方式，使光纤端面变脏了；有时光纤端面干净了，但在把两个连接头接起来时，又把光纤端面弄脏了，特别是最后一种情况，即使有光纤端面检测仪，也不能保证最后连接起来的两个光纤端面是清洁的，如果两个连接的光纤端面有轻微的污染物，在高功率长时间的照射下，光纤端面也会被烧伤，所有这些都会就给施工带来很大的困难，从而大大影响了喇曼光纤放大器在工程中的应用。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术存在的问题和不足，提供一种能够保护光纤端面的喇曼光纤放大器。具体的说，就是我们在光路中加入一泵浦输出光与回返光探测和控制装置，根据反射率的大小来判断光纤端面的反射率情况，同时放大器的控制单元根据控制软件中光纤端面反射率的判决门限发出相应的命令，如果探测器探测到的光纤端面的反射率偏离门限值一定的范围，控制单元就会使泵浦激光器自动关断或在低水平功率下工作，从而保护光纤端面不被烧伤。
本发明是这样实现的能够保护光纤端面的喇曼光纤放大器，它有泵浦激光器、合波器、连接光纤和光纤接头，其特征在于泵浦激光器与合波器之间的光路之中，串接一个泵浦输出光与光纤接头端面回返光探测和控制装置；该探测和控制装置包括一个光路分支器，与光路分支器输出从端连接的输出功率探测器，与反射端连接的反射功率探测器，和控制单元；该控制单元一端与输出、输入功率探测器并联端连接，另一端与泵浦激光器连接。
如上所述的喇曼光纤放大器，其特征在于它还有一个缠绕在传输光纤上的绕模棒。
如上所述的喇曼光纤放大器，其特征在于绕模棒的直径为0.5-1cm，传输光纤缠绕的圈数为5～6圈。
对于光纤连接头，无论是其单独放在空气中还是与其它光纤连接头通过连接器相连，总会有一部分光沿端面返回，端面(传光区域)的清洁程度不同，返回光的大小也就不同。在光路中，我们放置一泵浦输出光与接头端面回返光探测和控制装置，检测到的输出光功率(dBm)减去检测到的反射光的功率(dBm)就是该端面处的反射率。光纤端面越清洁，反射率就越大，如果光纤端面(传光区域)不清洁，控制单元得到的反射率就会小于正常值；如果喇曼泵浦模块的输出光纤的连接头或与之相连的连接头有破损，控制单元得到的反射率也会小于正常值；总之，如果控制单元得到的反射率不正常，就会发出告警指令，令泵浦激光器自动关断或在低水平功率下工作，从而保证了放大器输出光纤的端面不被损坏。
加入绕模棒，可以保证与放大器输出光纤的端面相连的光纤端面不被损坏。本发明具有以下优点和积极效果1)目前，分布式喇曼光纤放大器没有得到充分应用的原因就是因为其泵浦输出功率比较大，在施工过程中经常造成其光纤端面以及与之相连的光纤端面的损坏，给施工与维护带来极大的不方便，本发明可以方便解决此困难，从而可以大力推动分布式喇曼光纤放大器在实际工程中的应用。
2)光路结构简单，易于实现，在提高产品性能的同时，可以有效降低维护成本。
图1，为本发明的实施例1结构示意图。其中，1泵浦激光器组，2光路分支器，2.1输入端，2.2输出主端，2.3反射端，2.4输出从端，3反射功率探测器，4输出功率探测器，5合波器，6连接头，9控制单元，A探测点。
图2，为本发明的实施例2结构示意图。其中，12绕模棒。
图3，为本发明的喇曼光纤放大器在传输光纤中的应用光路结构图。其中，7连接头，8传输光纤。
图4，为光纤端面结构图。其中，10纤芯，11包层。
图5，为泵浦激光器工作状态示意图。其中，1.1低水平功率工作状态，1.2高水平功率工作状态。
具体实施方式
本发明的实施例1如图1所示。它有泵浦激光器1、合波器5、连接光纤和光纤接头6，在泵浦激光器1与合波器5之间的光路之中，串接一个泵浦输出光与光纤接头6端面回返光探测和控制装置；该探测和控制装置包括一个2×2的14xxnm光路分支器2，与光路分支器2输出从端2.4连接的输出功率探测器4，与反射端2.3连接的反射功率探测器3，和控制单元9；控制单元9一端与输出功率探测器4和输入功率探测器3并联端连接，另一端与泵浦激光器1连接。图中的A点为探测器3探测的反射功率、探测器4探测的输出功率的定标点。
通过功率计，使探测器4探测到的光功率显示为A点的功率，记为P1，单位dBm；普通的球面或平面连接头，在空气中的反射率为14.7dB，使探测器3探测到的功率显示为A点处返回的光功率，记为P2＝P1-14.7，单位dBm，在反射定标时，在关泵浦情况下，可以利用14xxnm的光源由A点输入，使探测器3探测到的功率显示为该14xxnm的光功率大小。该端面在空气中的反射率为P2-P1，单位dB。
如果图1中连接头6是清洁的，根据探测器3和探测器4探测到的功率确定连接头6的反射率，记为R0，单位dB，并以此作为该点反射率是否正常的标准。如果光纤端面A不清洁或有破损，放大器控制单元9得到的反射率就会大于正常值，如果光纤端面A清洁，为了保护操作人员的安全，控制单元9就会使泵浦激光器1延时数秒钟再处于正常工作模式，通过此方法可以保证放大器输出光纤的端面A不被烧伤。
本发明的实施例2如图2所示。本发明的喇曼光纤放大器与传输光纤8连接时，需要探测传输光纤8的光纤连接头7的端面是否清洁或有破损，或者连接头6、7对接后其间是否清洁或有破损，那么按本发明的实施例2的方案进行，即在实施例1的结构外加上绕模棒12。
1)如图2，通过功率计，使探测器4探测到的光功率显示为A点的功率，记为P1，单位dBm；普通的球面或平面连接头，在空气中的反射率为14.7dB，使探测器3探测到的功率显示为A点处返回的光功率，记为P2＝P1-14.7，单位dBm，在反射定标时，在关泵浦情况下，可以利用14xxm的光源由A点输入，使探测器3探测到的功率显示为该14xxnm的光功率大小。该端面在空气中的反射率为P2-P1，单位dB。
2)在图2中，把探测器3和探测器4探测到的功率定好标以后，按照图2连接好光路。在连接头6与连接头7处，由于传输光纤8中返回的瑞利散射光功率要比端面反射光功率高两个数量级，当光纤端面有轻微污染物时，这时端面处的回损将会增大数个dB，但由于在检测的反射光功率中所占的比重太小，因此探测到的反射光功率将变化非常小，这会影响对端面反射率的判断，因此在探测过程中为了消除传输光纤中瑞利散射对连接头6与连接头7处回损的影响，要在连接头7的后面一段距离处对光纤进行绕模处理，绕模时光纤要缠绕在一绕模棒上，绕模棒的直径为1cm，缠绕的圈数大于3就可以，但以5～6圈为宜(如图2所示)，同时为了安全方面的考虑，泵浦激光器起始是在低功率水平下工作的。如果图2中连接头6、连接头7都是清洁的，根据探测器3和探测器4探测到的功率确定连接头6与连接头7处的反射率，记为R0，单位dB，并以此作为该点反射率是否正常的标准。如果光纤端面不清洁或有破损，放大器控制单元得到的反射率就会大于正常值，如果光纤端面清洁，为了保护操作人员的安全，控制单元就会使泵浦激光器延时数秒钟再处于正常工作模式，通过此方法可以保证放大器输出光纤的端面以及与之相连的光纤端面不被烧伤。
3)本发明的喇曼光纤放大器使用状态如图3所示。连接头6与连接头7正常对接后，撤去绕模棒12，本发明的喇曼光纤放大器进入使用状态。
权利要求1.能够保护光纤端面的喇曼光纤放大器，它有泵浦激光器、合波器、连接光纤和光纤接头，其特征在于泵浦激光器与合波器之间的光路之中，串接一个泵浦输出光与光纤接头端面回返光探测和控制装置；该探测和控制装置包括一个光路分支器，与光路分支器输出从端连接的输出功率探测器，与反射端连接的反射功率探测器，和控制单元；该控制单元一端与输出、输入功率探测器并联端连接，另一端与泵浦激光器连接。
2.如权利要求1所述的喇曼光纤放大器，其特征在于它还有一个缠绕在传输光纤上的绕模棒。
3.如权利要求1或2所述的喇曼光纤放大器，其特征在于绕模棒的直径为0.5-1cm，传输光纤缠绕的圈数为5～6圈。
专利摘要能够保护光纤端面的喇曼光纤放大器，它有泵浦激光器、合波器、连接光纤和光纤接头，其特征在于泵浦激光器与合波器之间的光路之中，串接一个泵浦输出光与光纤接头端面回返光探测和控制装置；该探测和控制装置包括一个光路分支器，与光路分支器输出从端连接的输出功率探测器，与反射端连接的反射功率探测器，和控制单元；该控制单元一端与输出、输入功率探测器并联端连接，另一端与泵浦激光器控制端连接。利用不同清洁程度的光纤端面对输出光反射率的不同，从而判断出光纤端面的好坏，同时，放大器的控制单元根据获得的光纤端面反射率的数据，使激光器处于低功率工作模式或正常工作模式，有效保护放大器的输出光纤的光纤端面以及与之相连的光纤端面不被烧伤。
文档编号H04B10/12GK2766265SQ20042007663
公开日2006年3月22日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者付成鹏, 范浩, 龙浩, 何万晖, 印新达 申请人:武汉光迅科技有限责任公司