专利名称：S波段分布式光纤拉曼放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及S波段分布式光纤拉曼放大器，属于光通信器件领域。
背景技术：
在光通信领域C，L波段密集波分复用(DWDM)光纤传输系统中，传输损耗可以通过掺杂光纤放大器(如掺饵光纤放大器EDFA)得到补偿，EDFA可以不必事先将光信号转变成电信号的情况下，直接对光信号进行放大。EDFA可用于对经过远距离传输并载有大量数据的微弱光信号进行放大，以便对光信号沿长距离光纤传输时造成的衰减进行补偿。但EDFA只适用于C，L波段，需要用特种掺杂光纤，而且光放大器的噪声因子大。
发明内容
本发明的目的是提供一种光通信领域DWDM光纤传输系统中，波长的迭择范围宽，增益可调，增益平坦，噪声低的S波段分布式光纤拉曼放大器。
为达上述目的，本发明的技术解决方案是S波段分布式光纤拉曼放大器包括光纤激光器，泵浦-信号光纤波分复用器，一段50km的单模光纤，一段5km的色散补偿光纤，增益平坦滤波器，第一光隔离器和第二光隔离器，第一个隔离器的输出端与色散补偿光纤的输入端相连，色散补偿光纤的输出端与单模光纤的输入端相连，单模光纤的输出端与泵浦-信号光纤波分复用器的一端相连，泵浦-信号光纤波分复用器的另一端分别与光纤激光器和增益平坦滤波器的输入端相连，增益平坦滤波器的输出端与第二光隔离器相连。
上述的光纤激光器是一个工作在1428nm波段的光纤拉曼激光器，它的输出功率在0-1200mW可调谐，调谐泵浦功率可以改变光放大器的增益。
S波段分布式光纤拉曼放大器的工作原理，光纤激光器产生的激光经过泵浦-信号光纤波分复用器对光纤进行反向泵浦，通过调谐泵浦功率可以改变光放大器的增益，输入的光信号经第一光隔离器后先进入一段5km的色散补偿光纤再经过一段50km的单模光纤，在分布式光纤放大器中光纤既是放大器工作介质又是光信号的传输介质，这里，第一光隔离器用于防止光纤的回波和泵浦激光反馈进入光信号源，波分复用器输出的经放大后的光信号经过增益平坦滤波器进行增益平坦，平坦化以后的光信号经过第二光隔离器输出。发明的S波段分布式光纤拉曼放大器利用了单模光纤中的受激拉曼散射效应，如果信号波与一个强泵浦波同时在光纤中传输，并且其频率差位于泵浦波的拉曼增益带宽之内，实现了光纤中微弱光信号的放大。
本发明具有以下优点1.本发明采用光纤激光器作为泵浦源，耦合方式简单，耦合效率高，无偏振依赖性，由于泵浦功率可调，光纤放大器增益也可调。
2.本发明通过选用不同波段的泵浦光纤激光器，除了在S波段使用外，还可适用于光通信的任何波段。
3.本发明的分布式光纤拉曼放大噐噪声因子低。
4.本发明的分布式光纤拉曼放大噐采用色散补偿光纤，实现了光纤放大器的色散补偿。
5.本发明的光纤拉曼放大噐是分布式光纤放大器，光纤既是传输介质又是放大器介质，因此可使用普通的通信光纤而不需要用掺杂的特种光纤。
6.本发明的分布式光纤拉曼放大噐，在放大器输出端设置了光纤布拉格光栅增益平坦器，光纤放大器具有很好的增益平坦性，在1490-1540nm光谱范围内，增益平坦度小于±0.5dB。
本发明的分布式光纤拉曼放大噐应用范围广，可适用于局域网和主干网。
图1是本发明S波段分布式光纤拉曼放大器的示意图；图2是普通G652单模光纤的拉曼增益光谱图；图3是本发明S波段分布式光纤拉曼放大器增益和噪声光谱图；图4是增益平坦后分布式光纤拉曼放大器增益噪声图。
具体实施例方式
参照图1，发明的S波段分布式光纤拉曼放大器包括光纤激光器26，一个用于激励光与传输信号光的低损耗、宽波段泵浦-信号光纤波分复用器25，一段50km的单模光纤24，一段5km的色散补偿光纤22，增益平坦滤波器23，第一光隔离器21和第二光隔离器27。光纤激光器26采用工作在1428nm波段的光纤拉曼激光器，它功率可调使得放大器的增益也可调。增益平坦滤波器23选用光纤布拉格光栅的增益平坦滤波器，可使得在1490-1540nm波段范围内增益平坦，在50nm光谱范围内，增益平坦度小于±0.5dB。单模光纤24选用普通G652单模光纤24，图2所示为普通G652单模光纤在1428nm光纤激光器泵浦条件下，实际测量到的的拉曼增益光谱图，拉曼增益光谱的峰值位置在1520nm(拉曼的频移为13.2THz)，具有较宽的增益带宽，适合于制作S波段1490-1540nm范围的分布式光纤拉曼放大器。第一个隔离器21的输出端与色散补偿光纤22的输入端相连，色散补偿光纤22的输出端与单模光纤24的输入端相连，单模光纤24的输出端与泵浦-信号光纤波分复用器25的一端相连，泵浦-信号光纤波分复用器25的另一端分别与光纤激光器26和增益平坦滤波器23的输入端相连，增益平坦滤波器23的输出端与第二光隔离器27相连。第一个隔离器21用于防止光学元件反射回来的已被放大的自发发射光进入光信号发生器。第二个隔离器27用于防止信号输出连接器等光学元件反射回来的已被放大的自发发射光进入光纤放大器。
图3是本发明S波段分布式光纤拉曼放大器的增益和噪声光谱图(泵浦功率为1.2w，信号功率为3dBm)，峰值增益达20dB，大于10dB增益的光谱范围为1490-1540nm，达50nm。嗓声指数为负3-5dB，优于EDFA。
图4为增益平坦后S波段分布式光纤拉曼放大器增益噪声图，由图可见，在1490-1540nm范围内增益平坦度小于±0.5dB。
权利要求
1.S波段分布式光纤拉曼放大器，其特征是包括光纤激光器(26)，泵浦-信号光纤波分复用器(25)，一段50km的单模光纤(24)，一段5km的色散补偿光纤(22)，增益平坦滤波器(23)，第一光隔离器(21)和第二光隔离器(27)，第一个隔离器(21)的输出端与色散补偿光纤(22)的输入端相连，色散补偿光纤(22)的输出端与单模光纤(24)的输入端相连，单模光纤(24)的输出端与泵浦-信号光纤波分复用器(25)的一端相连，泵浦-信号光纤波分复用器(25)的另一端分别与光纤激光器(26)和增益平坦滤波器(23)的输入端相连，增益平坦滤波器(23)的输出端与第二光隔离器(27)相连。
2.根据权利要求1所述的S波段分布式光纤拉曼放大器，其特征是所说的光纤激光器(26)是工作在1428nm波段的光纤拉曼激光器。
3.根据权利要求1所述的S波段分布式光纤拉曼放大器，其特征是所说的增益平坦滤波器(23)是光纤布拉格光栅的增益平坦滤波器。
4.根据权利要求1所述的S波段分布式光纤拉曼放大器，其特征是所说的单模光纤(24)是普通G652单模光纤。
全文摘要
本发明的S波段分布式光纤拉曼放大器包括光纤激光器，泵浦－信号光纤波分复用器，一段50km的单模光纤，一段5km的色散补偿光纤，增益平坦滤波器，第一光隔离器和第二光隔离器，第一个隔离器的输出端与色散补偿光纤的输入端相连，色散补偿光纤的输出端与单模光纤的输入端相连，单模光纤的输出端与泵浦－信号光纤波分复用器的一端相连，泵浦－信号光纤波分复用器的另一端分别与光纤激光器和增益平坦滤波器的输入端相连，增益平坦滤波器的输出端与第二光隔离器相连。该分布式光纤拉曼放大器波长的选择范围宽，增益可调，增益平坦，噪声低，可广泛用于局域网和主干网。
文档编号G02F1/39GK1603930SQ200410067859
公开日2005年4月6日 申请日期2004年11月2日 优先权日2004年11月2日
发明者张在宣, 王剑锋, 刘红林, 金永兴, 吴孝彪, 余向东, 李晨霞, 刘涛, 沈常宇, 李来晓, 耿丹, 戴碧智, 金尚忠, 沈为民, 方达伟, 庄松林 申请人:中国计量学院