一种多稀土掺杂超宽带光纤放大器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多稀土掺杂超宽带光纤放大器，是一种铒镨离子共掺光纤和掺铥光纤结合使用的超宽带光纤放大器，广泛应用于光纤通信系统和网络。
【背景技术】
[0002]随着用户对带宽的日益需求，光纤通信正在向着高速率高带宽的大容量方向发展。无水峰的石英光纤已研制成功，其低损耗带宽为400nm(1250-1650nm),覆盖了、第二、第三、第四和第五个通信窗口。为了充分利用石英光纤的带宽潜力，国内外专家学者的宽带光纤放大器正在进行深入研究，目前的研究大多集中在掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器上。加拿大AFC公司的杨丹丹(CN1233868A，高效带宽加倍及增益整平石英光纤放大器)和美国朗讯公司的 Atol Kumar Srtvas-tava 等(US6049417,Widedand Optical Amplifier)对宽带掺铒光纤放大器先后进行了研究。前者提出采用掺铒石英光纤和两波段(C波段和L波段)分带结构可以实现80nm带宽(1530nm-1610nm)的平坦放大，后者提出采用掺铒石英光纤和三波段(S波段:1510-1525nm，M波段:1525_1565nm和L波段:1565_161nm)分带结构可以实现10nm带宽的平坦放大，这些方法对于充分挖掘掺铒光纤的潜在带宽方面发挥了积极作用。另外，目前用多波长泵浦结构，拉曼光纤放大器平坦带宽可以达到120nm。
[0003]然而，目前发明的光纤放大器的最大平坦带宽只有120nm，其带宽还不到全波光纤可利用带宽的三分之一。因此，研究带宽更宽的超宽带光纤放大器成为近期密集波分复用技术的研究主题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于多稀土掺杂光纤和新型分带结构的超宽带光纤放大器，实现比现有技术更宽的带宽，有效利用全波光纤的低损耗窗□。
[0005]为了实现这样的目的，本发明的技术方案是:将镨离子和铒离子共同掺杂的光纤和掺铥光纤结合使用，设计的超宽带光纤放大器采用了两段并行放置的稀土掺杂光纤、四个泵浦激光二极管、一对波带复用器和解复用器、增益平坦滤波器以及一对输入输出隔离器。第一段掺杂光纤是镨离子和铒离子共同掺杂的玻璃光纤，用半导体激光器(如波长为1420nm和1540nm的半导体激光器)泵浦，用于放大1420nm窗口的WDM光信号。波带解复用器用于将1280-1620nm的输入信号解复用成三个波带:1280_1400nm ; 1400_1520nm ;1520-1620nm，其中1280_1400nm和1520_1620nm两个波带经过第一段掺杂光纤并得到放大，1400-1520nm经过第二段掺杂光纤并得到放大。经过放大的三个波带的光信号经波带复用器耦合输出，增益平坦滤波器位于放大器的输出端，用于平坦从波带复用器输出的增益谱，输入输出端分别设置隔离器，用于隔离从放大器内部和外部产生的反射光。
[0006]本发明结合使用铒镨离子共掺光纤和掺铥光纤，设计出可实现340nm带宽的超宽带光纤放大器。该放大器的发明，使全波光纤的低损耗窗口可以得到有效利用。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的铒镨离子共掺光纤和掺铥光纤结合使用的超宽带光纤放大器的结构示意图；
[0008]其中:IS0-隔离器；WBMU-波带复用器；WBDEMU_波带解复用器；PEDF_铒镨共掺光纤；TDF-掺铥光纤；LD-半导体激光器；GFF-增益平坦滤波器。
[0009]图2为超宽带光纤放大器输出端经过增益平坦滤波器的增益谱；
【具体实施方式】
[0010]结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
[0011]在本实施例中，超宽带光纤放大器包括两段采用分带结构的铒镨共掺光纤PEDF和掺铥光纤TDF、四个半导体激光器LD、一对波带复用器和解复用器WBMU / WBDEMU、增益平坦滤波器GFF以及一对输入输出隔离器ISO。第一段铒镨共掺光纤PEDF是铒离子和镨离子共同掺杂的玻璃光纤，长度为20米，用波长为980nm和1480nm的两个半导体激光器LD双向泵浦；第二段掺铥光纤TDF是掺铥的玻璃光纤，长度为15米，用波长为1400nm和1540nm的两个半导体激光器LD双向泵浦，铒镨共掺光纤PEDF和掺铥光纤TDF平行设置。波带解复用器用于将1280-1620nm的输入信号解复用成三个波带:1280_1400nm ; 1400_1520nm ;1520-1620nm，其中1280_1400nm和1520_1620nm两个波带经过第一段铒镨共掺光纤PEDF并得到放大，1400-1520nm经过第二段掺铥光纤TDF并得到放大。经过放大的三个波带的光信号经波带复用器耦合输出，一个增益平坦滤波器GFF位于放大器的输出端，用于平坦从波带复用器输出的增益谱，并滤除1280-1620nm范围以外的噪音。输入输出端分别设置隔离器ISO用于隔离从放大器内部和外部产生的反射光。
[0012]输入信道数目是35,信道波长范围从1280到1620nm,信道间距为1nm,每信道的输入功率为-20dBm。WBMU / WBDEMU插入损耗为1.0dB，增益平坦滤波器GFF的插入损耗为0.5dB，输入输出端隔离器ISO插入损耗分别为0.5dB。
[0013]根据Michael J.Digonnet理论中的数学模型,经过数值计算得到:当铒镨共掺光纤PEDF和掺铥光纤TDF的泵浦功率均为400mW时，经过波带复用器和增益平坦滤波器后的输出增益谱如图2所示，其平坦带宽为340nm(1280-1620nm)，增益为22dB ;平坦度为2dB以内。
【主权项】
1.一种多稀土掺杂超宽带光纤放大器，其特征在于:包括两段采用分带结构的铒镨共掺光纤PEDF和掺铥光纤TDF并行设置，并分别用不同波长的半导体激光器泵浦，波带解复用器将1280-1620nm的输入信号解复用成三个波带，其中1280_1400nm和1520_1620nm两个波带经过铒镨共掺光纤并放大，1400-1520nm经过掺铥光纤并放大，经过放大的三个波带的光信号经波带复用器耦合输出，增益平坦滤波器GFF位于输出端，输入输出端分别设置隔尚器iso。
【专利摘要】本发明公开了一种多稀土掺杂超宽带光纤放大器，适用于光纤通信系统和网络。两段采用分带结构的铒镨共掺光纤和掺铥光纤并行设置，并分别用不同波长的半导体激光器泵浦，波带解复用器将输入信号解复用成三个波带，其中1280-1400nm和1520-1620nm两个波带经过铒镨共掺光纤，1400-1520nm经过掺铥光纤，经过放大的三个波带的光信号经波带复用器耦合输出，增益平坦滤波器位于输出端，用于平坦从波带复用器输出的增益谱，输入输出端分别设置隔离器，用于隔离从放大器内部和外部产生的反射光。本发明的放大器实现340nm带宽，使全波光纤的低损耗窗口可以得到有效利用。
【IPC分类】H04B10-291
【公开号】CN104660341
【申请号】CN201310585795
【发明人】鞠洪建
【申请人】大连惟康科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月19日