一种均衡泵浦的L-band光纤放大器的制作方法

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种均衡泵浦的l-band光纤放大器。

背景技术：

1、伴随着“互联网+”概念的提出，5g、云计算、大数据、物联网的发展对现有通讯网络的带宽和速率都提出了更高的要求，目前无论是数据中心还是传统的电信网络，100gbit/s的系统都是主流设备，200gbit/s、400gbit/s的系统已在试用阶段。对于超100g系统多采用双载波或多载波方案，调制格式也采用了8qam或16qam，频谱利用率不高，传统c-band(1528-1568nm)信道已不能满足带宽需求，系统对l-band信号(1570-1610nm)的需求越来越迫切。

2、在光纤放大器中，一般要通过两段或三段或更多段掺铒光纤的光路结构实现，传统的c-band光纤放大器中，通常全部光纤都采用前向泵浦，或者最后一段光纤采用后向泵浦，其它段光纤采用前向泵浦。由于l-band光纤放大器相比c-band光纤放大器需要的掺铒光纤长得多，通常为c-band光纤放大器中饵纤长度的8-10倍，因此，传统的c-band光路结构直接用到l-band放大器中会遇到一些问题，如噪声指数大、转换效率低、光纤中非线性四波混频比较严重。同时，在l-band光纤放大器中，为了降低噪声指数，需要大幅增加泵浦第一段铒纤的泵浦功率；为了提高输出功率，又需要大幅增加泵浦最后一段铒纤的泵浦功率，导致成本比c-band大幅上升，性能还大幅降低。

3、鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是：

2、l-band光纤放大器的掺铒光纤长度较大，传统的c-band光路结构直接用到l-band放大器中可能会造成噪声指数大、转换效率低、光纤中非线性四波混频严重等问题，而且l-band光纤放大器的制作成本较高。

3、本发明通过如下技术方案达到上述目的：

4、本发明提供了一种均衡泵浦的l-band光纤放大器，包括第一掺铒光纤1-1、第二掺铒光纤1-2、吸收掺铒光纤1-3以及至少两个泵浦激光器，所述第一掺铒光纤1-1、所述第二掺铒光纤1-2和所述吸收掺铒光纤1-3依次前后设置，所述至少两个泵浦激光器用于提供泵浦光；

5、其中，所述第一掺铒光纤1-1被至少两个泵浦激光器注入前向泵浦光和后向泵浦光，所述第二掺铒光纤1-2被至少两个泵浦激光器注入前向泵浦光和后向泵浦光，所述吸收掺铒光纤1-3设置在所述第二掺饵光纤1-2的下游，用于吸收放大器中产生的ase。

6、优选的，每个泵浦激光器均采用单独泵浦或者泵浦分光的形式，为需要注入泵浦的掺铒光纤提供泵浦光。

7、优选的，还包括前后顺次连接的第一隔离器2-1、第一合波器3-1、第二合波器3-2、第三合波器3-3、第四合波器3-4、第二隔离器2-2和第三隔离器2-3；

8、其中，所述第一掺铒光纤1-1连接在所述第一合波器3-1的公共端和所述第二合波器3-2的公共端之间，所述第二掺铒光纤1-2连接在所述第三合波器3-3的公共端和所述第四合波器3-4的公共端之间，所述吸收掺铒光纤1-3连接在所述第二隔离器2-2和所述第三隔离器2-3之间。

9、优选的，所述至少两个泵浦激光器包括第一泵浦激光器4-1和第二泵浦激光器4-2，所述光纤放大器还包括第一泵浦分光器5-1和第二泵浦分光器5-2；

10、其中，所述第一泵浦激光器4-1与第一泵浦分光器5-1的公共端连接，第一泵浦分光器5-1的第一分光端口与第一合波器3-1的泵浦端连接，第二分光端口与第三合波器3-3的泵浦端连接，以便所述第一泵浦激光器4-1通过泵浦分光的形式分别为第一掺铒光纤1-1和第二掺铒光纤1-2注入前向泵浦光；

11、所述第二泵浦激光器4-2与第二泵浦分光器5-2的公共端连接，第二泵浦分光器5-2的第一分光端口与第四合波器3-4的泵浦端连接，第二分光端口与第二合波器3-2的泵浦端连接，以便所述第二泵浦激光器4-2通过泵浦分光的形式分别为第二掺铒光纤1-2和第一掺铒光纤1-1注入后向泵浦光。

12、优选的，还包括增益平坦滤波器6，所述增益平坦滤波器6连接在所述第二合波器3-2的信号端与所述第三合波器3-3的信号端之间，且所述增益平坦滤波器6本身集成有隔离器。

13、优选的，所述第二合波器3-2与所述增益平坦滤波器6之间还设有前后顺次连接的第四隔离器2-4、可变光衰减器7、第五合波器3-5和第三掺铒光纤1-4，且所述第三掺铒光纤1-4与所述第五合波器3-5的公共端连接。

14、优选的，所述至少两个泵浦激光器包括第一泵浦激光器4-1、第二泵浦激光器4-2和第三泵浦激光器4-3，所述光纤放大器还包括第一泵浦分光器5-1和第二泵浦分光器5-2；

15、其中，所述第一泵浦激光器4-1与第一泵浦分光器5-1的公共端连接，第一泵浦分光器5-1的第一分光端口与第一合波器3-1的泵浦端连接，第二分光端口与第三合波器3-3的泵浦端连接，以便所述第一泵浦激光器4-1通过泵浦分光的形式分别为第一掺铒光纤1-1和第二掺铒光纤1-2注入前向泵浦光；

16、所述第二泵浦激光器4-2与第二泵浦分光器5-2的公共端连接，第二泵浦分光器5-2的第一分光端口与第四合波器3-4的泵浦端连接，第二分光端口与第二合波器3-2的泵浦端连接，以便所述第二泵浦激光器4-2通过泵浦分光的形式分别为第二掺铒光纤1-2和第一掺铒光纤1-1注入后向泵浦光；

17、所述第三泵浦激光器4-3与所述第五合波器3-5的泵浦端连接，以便所述第三泵浦激光器4-3通过单独泵浦的形式为第三掺铒光纤1-4注入前向泵浦光。

18、优选的，所述至少两个泵浦激光器包括第一泵浦激光器4-1、第二泵浦激光器4-2和第三泵浦激光器4-3，所述光纤放大器还包括第二泵浦分光器5-2和第三泵浦分光器5-3；

19、其中，所述第一泵浦激光器4-1与所述第一合波器3-1的泵浦端连接，以便所述第一泵浦激光器4-1通过单独泵浦的形式为所述第一掺铒光纤1-1注入前向泵浦光；

20、所述第二泵浦激光器4-2与第二泵浦分光器5-2的公共端连接，所述第二泵浦分光器5-2的第一分光端口与第四合波器3-4的泵浦端连接，第二分光端口与第二合波器3-2的泵浦端连接，以便所述第二泵浦激光器4-2通过泵浦分光的形式分别为第二掺铒光纤1-2和第一掺铒光纤1-1注入后向泵浦光；

21、所述第三泵浦激光器4-3与第三泵浦分光器5-3的公共端连接，所述第三泵浦分光器5-3的第一分光端口与第五合波器3-5的泵浦端连接，第二分光端口与第三合波器3-3的泵浦端连接，以便所述第三泵浦激光器4-3通过泵浦分光的形式分别为第三掺铒光纤1-4和第二掺铒光纤1-2注入前向泵浦光。

22、优选的，对于任一泵浦分光器，对应的第一分光端口的分光比例为70％-90％，第二分光端口的分光比例对应为30％-10％。

23、优选的，所述至少两个泵浦激光器产生的泵浦光的波长满足以下条件：所述后向泵浦光的波长范围为1460～1490nm，所述前向泵浦光的波长范围为973～982nm。

24、本发明的有益效果是：

25、本发明将后向泵浦应用到l-band放大器中，对光路中对噪声指数及转换效率影响最大的第一段及最后一段掺铒光纤实行双向泵浦，同时在泵浦掺铒光纤之外，增加一段较短的不经过泵浦注入的掺铒光纤，用于吸收ase，从而解决了l-band光纤放大器采用后向泵浦噪声大的问题，在大大提高了泵浦转换效率、降低了非线性四波混频效应的同时，有效降低了放大器的噪声指数，同时也大幅降低了l-band光纤放大器的制作成本。