专利名称：一种掺铒光纤光放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通讯传输领域，具体是一种掺铒光纤光放大器。
目前性能最优异使用得最多的是EDFA。EDFA使用的泵浦激光器最小功率一般都在80mW以上，因此EDFA所提供的增益往往远超过城域环网的实际需求。SOA具有体积小，集成度高的优点，但是具有噪声系数大偏振敏感的缺点，另外SOA的非线性现象严重带来了很多应用限制。FRA一般用于长距离传输系统，并且成本高昂。
为实现上述目的，本发明的解决方案是两路光信号放大系统采用一个泵浦激光器和一个分路器。所述分路器，将所述泵浦激光器发出的泵浦光分成两路，分别输入两光路中的合波器，供两路信号使用，实现一个泵浦激光器同时泵浦两个独立的光放大系统。
所述掺铒光纤光放大器还可以包括四个信号带外特定波长的低反射率的光纤光栅，其中两个置于第一路光中的合波器的前级和掺铒光纤的后级，另外两个置于第二路光路中的合波器的前级和掺铒光纤的后级，实现光放大器的增益锁定功能。所述四个光栅还可以分别位于每一路中掺铒光纤的两侧。
在密集波分复用环网中，在某站点的发端配置上所述带光纤光栅的掺铒光纤光放大器，在其下游站点配置不带光纤光栅的放大器，带光栅的放大器能够使环网链路中级联的普通不带光纤光栅的光放大器增益也自动锁定，从而满足密集波分复用系统对光放大器增益锁定的需求。
本方案所提供的EDFA泵浦方式特别适合于环行城域网跨距短的特点，使用该方案在城域环网进行中继放大，可以充分利用泵浦功率，一个EDFA模块具有两个光放大器的功能。并且除环路第一个光放大器使用光栅外环路中其他级联的采用该泵浦方式的EDFA都无须再使用光栅，就能在多个信道上下功率波动时能够激射出该特定波长的控制光信号，自动锁定整个环网上所有级联放大器的增益。从而可以降低整个环网系统的成本，并且EDFA所占用的空间减少了一半，提高了系统集成度。
图1所示光路包括两路光信号输入端1和2；输入端耦合器3和4；输入端光探测器5和6；输入端隔离器7是一个2合1的阵列光隔离器，相当于两个独立的输入隔离器；输入端合波器8和9，泵浦光与信号光通过合波器耦合进入掺铒光纤中对信号进行放大；50/50的分路器10，将泵浦激光器11发出的泵浦光分成两半，分别接入合波器8和合波器9与两路独立信号合波进入铒纤12和13将信号放大；输出端隔离器14也是一个相当于两个独立输出隔离器的2合1阵列光隔离器；输出端耦合器15和16；输出端探测器17和18；独立放大的信号输出端19和20。通过图1光路结构实现了用一个泵浦激光器同时泵浦两个独立的光放大系统，并且通过使用2合1阵列光隔离器，减少了两个隔离器的成本和空间，可集成在一个独立的模块内。该结构充分利用了泵浦的功率，减少了一半的体积，并且减少了一个泵浦激光器和两个光隔离器的成本。
为了满足密集波分系统的需求，实现光放大器的增益锁定功能，对上述光路结构进一步改进，见图2。
与图1相比，光控增益锁定掺铒光纤光放大器光路结构中增加了四个光纤光栅21、22、23、24，光栅21、22分别位于输入端隔离器7的后级，光栅23、24分别位于掺铒光纤12、13的后级。这些光栅能够选择特定的波长λ按照设计的反射率反射，而对其他波长的信号透明不产生影响，从而构成了两个独立的针对某一选定波长λ的FP激光谐振腔。根据激光的基本理论，激光形成振荡的条件是谐振腔的往返增益等于腔的损耗GAIN＝LOSS，而在图2的光纤FP腔中，腔损耗由腔两端的光纤光栅的反射率R1和R2决定，LOSS＝-10*lg(R1*R2)为一恒定常数。激光腔内激光波长λ处的增益G(λ)＝G(λ)(1+P/P)-1。小信号增益G(λ)取决于泵浦水平，当其他波长信号增加迫使G(λ)下降，则激光功率P将下降以保持激光波长增益恒定，由铒纤的均匀展宽特性其他波长增益也恒定，直至信号光功率超过临界值，使得腔增益小于腔损耗，激光将会熄灭，失去增益锁定功能。与放大器并存的激光器就象蓄水池一样，在能力范围内包容了全部功率变化实现了放大器的自动增益锁定功能。可以通过选择适当的光纤光栅的波长和反射率以及其他的光路结构参数来满足我们需要的增益以及输入功率范围的要求。在密集波分复用(DWDM)环网中，可以在某个站点的发端配置上光控增益锁定掺铒光放大器，在下游站点则配置如图1结构的普通掺铒光放大器。当信号功率减小时，光控增益锁定放大器所产生的激光功率将会自动增高，从而自动补偿了信号功率的减小，使得下游的普通光放大器增益仍然保持稳定；当信号功率增大时，光控增益锁定放大器所产生的激光功率将会自动减小，从而自动补偿了信号功率的增大，依然能够使得下游的普通光放大器增益保持稳定。可见在环网中使用一个光控增益锁定2合1放大器，能够使环网链路中级联的普通光放大器增益也自动锁定，从而满足了DWDM系统对光放大器增益锁定的需求。
权利要求
1.一种掺铒光纤光放大器，包括两路光信号传输光路，每一路包括隔离器、合波器、掺铒光纤，其特征在于还包括一个泵浦激光器，后级接有一个分路器，分路器将泵浦激光器发出的泵浦光分成两路，分别输入所述两路光信号传输光路中的合波器。
2.根据权利要求1所述的一种掺铒光纤光放大器，还可以包括四个光栅，分别对称置于所述两路光信号传输路径中，实现光放大器的增益锁定功能。
3.根据权利要求2所述的掺铒光纤光放大器，其特征在于所述四个光栅是信号带外特定波长的低反射率的光纤光栅。
4.根据权利要求2所述的掺铒光纤光放大器，其特征在于所述四个光栅分别位于所述每一路中合波器的前级和掺铒光纤的后级。
5.根据权利要求2所述的掺铒光纤光放大器，其特征在于所述四个光栅还可以分别位于每一路中掺铒光纤的两侧。
6.权利要求1或2所述的一种掺铒光纤光放大器，在波分复用环网中，在某站点的发端配置上所述带光纤光栅的掺铒光纤光放大器，在其下游站点配置所述的不带光纤光栅的放大器。
全文摘要
一种掺铒光纤光放大器，采用一个泵浦激光器来泵浦两路光放大系统，一个50/50的分路器，将泵浦激光器发出的泵浦光分成两半，分别供两路信号使用；还可以包括四个信号带外特定波长的低反射率光纤光栅，实现光放大器的增益锁定功能。上述放大器能够独立放大并能自动增益锁定两路互不相关光信号，并且在多个信道上下功率波动时能够激射出该特定波长的控制光信号，从而自动锁定整个环网上所有级联放大器的增益。该发明提高了系统集成度，降低了整个系统的成本。
文档编号H04B10/12GK1452328SQ0210898
公开日2003年10月29日 申请日期2002年4月18日 优先权日2002年4月18日
发明者刘鸿, 祁芳 申请人:华为技术有限公司