专利名称：一种增益可间隔设置的掺铒光纤放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一处增益可间断设置的掺铒光纤放大器的设计及应用，更确切地说，本发明涉及一种利用光开关构成的掺铒光纤阵列。
背景技术：
随着现代世界经济的飞速发展，人们对信息需求与日剧增。光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要的作用。毫无疑问，在单信道固定速率的前提下，WDM技术在光通信领域中广泛的应用使得光通信系统的容量得到质的飞跃。目前已陆续完成的8×2.5Gbit/s、16×10Gbit/s、32×10Gbit/s、160×10Gbit/s、80×40Gbit/s WDM系统就是很好的例证。在系统容量提高的前提下，长距离无电中继光传输技术成为需要解决的迫切问题。而掺铒光纤放大器的出现，使得无电中继光传输的距离已经延长到了4000km。
目前，在国内光通信设备中使用的光放大器多是固定增益的放大器。对于系统设计来说，只要放大器的增益确定下来，系统就不能够随便地更改设计。否则，只有更换相关的放大器来适配新的系统设计。这无疑影响了系统设计的灵活性。目前，在国外的一些厂家也提供增益连续可调的掺铒光纤放大器，这在一定程度上解决了系统设计灵活性的需求。但是，其控制技术的复杂以及价格的高昂，使得许多设备制造商只能望其项背，而不能够快速地应用到系统中去。加上其保护严格的专利技术，国内的器件供应商也只能够望梅止渴。因此，发展具有自主知识产权的增益可调EDFA是国内光通信发展必经之路。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用光开关构成的并联式掺铒光纤阵列、一种利用光开关构成的串联式掺铒光纤阵列、一种利用光开关构成的并串式掺铒光纤阵列、一种利用光开关构成的串并式掺铒光纤阵列、一种利用光开关构成的低插入损耗型串并式掺铒光纤阵列、一种双向泵浦方式的光通信系统、一种前向泵浦方式的光通信系统、一种后向泵浦方式的光通信系统。
本发明所提供的并联式掺铒光纤阵列，包括并行地排列n种不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤，同时使用1*n光开关，实现信号在某一掺铒光纤中的传输；在CPU控制命令下，前端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输入光信号公共端和n个OSW光信号扇出端之一，掺铒光纤阵列输入光信号通过OSW输入光信号公共端从该OSW光信号扇出端输出，经过n个掺铒光纤之一的传输，输出到与上述扇出端对应的OSW光信号扇入端，后端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输出光信号公共端和该OSW光信号扇入端，经过OSW输出光信号公共端输出。
本发明所提供的串联式掺铒光纤阵列，包括通过n-1个1*2的光开关，依次把n段不同长度和掺杂浓度的掺铒光纤串联起来，在CPU控制命令下，1*2光开关决定光信号是否在下一段掺铒光纤中传输，同时，后向OSW控制模块根据相应的1*2光开关状态，决定该1*n的OSW光信号扇入端是否与OSW输出光信号公共端相连接。
本发明所提供的并串式掺铒光纤，包括利用权利要求1中所述并联式掺铒光纤阵列的总输出与权利要求2中所述的串联式掺铒光纤阵列的总输入连接前来，实现并串式掺铒光纤阵列。
本发明所提供的串并式掺铒光纤，包括利用权利要求2中所述串联式掺铒光纤阵列的总输出与权利要求1中所述的并联式掺铒光纤阵列的总输入连接前来，实现串并式掺铒光纤阵列。
本发明所提供的低插入损耗型串并式掺铒光纤阵列，包括结合权利要求2中所述串联式掺铒光纤阵列与权利要求1中所述的并联式掺铒光纤阵列，串联式结构的光开关输出没有连接到串联式掺铒光纤阵列中的1*n光开关中，而是直接连接到n段不同长度和掺杂浓度的掺铒光纤中，连接到后端OSW的各扇入端。后端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输出光信号公共端和该OSW光信号扇入端，经过OSW输出光信号公共端输出。
本发明所提供的双向泵浦方式的光通信系统，包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出；前向合波模块(19)，用于将隔离器(16)输出的光信号和泵浦光(17、18)进行耦合，输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列(20)中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；后向合波模块(21)，其输入与掺铒光纤阵列(20)的输出光连接，用于把泵浦(22，23)的泵浦光反向耦合进掺铒光纤阵列(20)中；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列(20)进行控制使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，用于连接经过后向合波模块(21)的放大后的光，可对可重构增益平坦滤波器(24)进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器(26)，其与可重构增益平坦滤波器(24)的输出相连，用于将小部分的信号光到输入到信号光监测器件(25)，其余大部分信号光经过光隔离器(27)输出，实现了光信号的放大。
本发明所提供的前向泵浦方式的光通信系统，包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出；前向合波模块(19)，用于将隔离器(16)输出的光信号和泵浦光(17、18)进行耦合以输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列(20)中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列20进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，其与掺铒光纤阵列20的输出连接，可对其进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器(26)，其与可重构增益平坦滤波器(24)的输出相连，用于将小部分的信号光到输入到信号光监测器件(25)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(27)输出，实现了光信号的放大。
本发明所提供的后向泵浦方式的光通信系统，包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出，并直接输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列20中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；后向合波模块(21)，其与掺铒光纤阵列20的输出光连接，用于把泵浦光(22，23)反向耦合进掺铒光纤阵列20中；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列(20)进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，其与后向合波模块(21)的输出相连，对其进行不同的配置以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器26，其与可重构增益平坦滤波器的输出相连，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件25以及将其余大部分信号光经过光隔离器27输出，实现了光信号的放大。
增益可调掺铒光纤放大器以其灵活的系统适用性，在近年得到更多运营商的重视。本发明首先突破了国外增益可调掺铒光纤放大器的技术垄断，实现了一定范围内增益的可间断设置。在国外设计的增益可调谐掺铒光纤放大器中，其增益的调整主要是通过控制泵浦光的强度来控制掺铒光纤放大器增益的大小。这样实现的时候，就会出现在小增益情况下噪声指数变大，从而使得系统应用时的信噪比下降更快，大大限制了跨段数目的增加，不利于系统无电再生距离的延长。
本发明避免通过单纯更改泵浦光强度来控制增益的方法，而是结合控制本发明设计的掺铒光纤阵列，使泵浦光在不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中进行传输，来实现信号不同增益大小的放大作用。从而避免了小增益情况下，因掺铒光纤长度不合理导致的噪声指数过大的问题。在本发明中，掺铒光纤阵列的可以设计为并联式，串联式，串并式，并串式，混合式等多种形式。在每一种掺铒光纤阵列的设计中，设计所必需的不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤的选择是决定设计成功与否的关键，相应光开关应选择插入损耗小，响应速度快，偏振相关损耗小的产品。
本发明控制电路实现更加简单。通过使用掺铒光纤阵列，选择阵列中特定的掺铒光纤来实现增益不同的信号放大，降低了小增益情况下的噪声指数，更加有利于无电再生距离的延长。采用统一的光路设计，节省了生产制造阶段的调试成本，更加有利于器件的规模化生产，提高生产效率。
图1是说明了1*4光开关光路结构的示意图；图2是根据本发明实施例的并联式4级掺铒光纤阵列结构示意图；图3是根据本发明实施例的串联式4级掺铒光纤阵列结构示意图；图4是根据本发明实施例的并串式16级掺铒光纤阵列结构示意图；图5是根据本发明实施例的串并式16级掺铒光纤阵列结构示意图；图6是根据本发明实施例的串并式低插入损耗型4级掺铒光纤阵列结构示意图；图7是双向泵浦总体光路连接的示意图；图8是R-GFF输入光信号谱形示意图；图9是R-GFF输出光信号谱形示意图；图10是前向泵浦总体光路连接示意图；图11是后向泵浦总体光路连接示意图。
其中
1、OSW输入光信号公共端2、前端OSW光通路控制电路模块3、OSW光信号扇出端a4、OSW光信号扇出端b5、OSW光信号扇出端c6、OSW光信号扇出端d7、32、后端OSW光通路控制电路模块8、OSW输出光信号公共端9、掺铒光纤阵列输入光信号10、掺铒光纤阵列输出光信号K1、K2、K3、1*2光开关14、输入光分光器15、输入光监测器件(包括PIN或APD等)16、27、光隔离器17、22、波长λ1泵谱光源18、23、波长λ2泵谱光源19、前向合波模块(包括滤波器型和耦合器型等)20、掺铒光纤阵列21、后向合波模块(包括滤波器型和耦合器型等)24、可重构增益平坦滤波器25、输出光监测器件(包括PIN或APD等)26、输出光分光器28、OSW光信号扇入端a29、OSW光信号扇入端b30、OSW光信号扇入端c31、OSW光信号扇入端d33、中央处理器(CPU)Ln、特定长度和掺杂浓度的掺铒光纤Ln(n＝1，2......，32)IN、光放大模块总信号输入口OUT、光放大模块总信号输出口
具体实施例方式
在介绍本发明之前，先介绍发明中使用的1*n的光开关和掺铒光纤阵列(EDF Array)。
图1示意了1*n光开关n＝4情况下的1*4光开关光路结构实施例。分为两种情况，分别是前端OSW和后端OSW。图1中，前端OSW光通路控制电路模块2可以控制光开关，使OSW输入光信号公共端1分别与OSW光信号扇出端a，OSW光信号扇出端b，OSW光信号扇出端c，OSW光信号扇出端d连接起来，实现光路连通。而后端OSW光通路控制电路模块7可以控制光开关，使OSW输出光信号公共端8分别与OSW光信号扇入端a，OSW光信号扇入端b，OSW光信号扇入端c，OSW光信号扇入端d连接起来，实现光路连通。
图2到图6示意了各种掺铒光纤阵列(EDF Array)的构成实施例。其中的前端OSW光通路控制电路模块2和后端OSW光通路控制电路模块7、32的工作方法如图1中实施例。掺铒光纤阵列(EDF Array)可以设计成以下五种基础方式1、并联式。根据需要设计n级增益，可以并行地排列n种不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤，同时使用一个前向1*n的光开关和一个后向1*n的光开关，实现信号在同一掺铒光纤中的传输。图2示意了n＝4情况下并联式4级掺铒光纤阵列结构实施例。在CPU控制命令下，实现L1的增益设置时，前端OSW光通路控制电路模块2控制光开关连接OSW输入光信号公共端1和OSW光信号扇出端a，掺铒光纤阵列输入光信号9通过OSW输入光信号公共端1从OSW光信号扇出端a输出。经过L1掺铒光纤的传输，输出到OSW光信号扇入端a，后端OSW光通路控制电路模块7控制光开关连接OSW输出光信号公共端8和OSW光信号扇入端a，经过OSW输出光信号公共端8输出。信号输出为掺铒光纤阵列输出光信号10。类似地，实现L2，L3，L4增益大小的设置。
2、串联式。根据需要设计n级增益，可以使用n-1个1*2光开关串行地连接起n段不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤。用1*n的光开关的选择作用把光信号有选择地输出。图3示意了n＝4情况下串联式4级掺铒光纤阵列结构实施例。在CPU控制命令下，实现L5的增益设置时，掺铒光纤阵列输入光信号9通过掺铒光纤L5的传输，到达1*2光开关K1，CPU控制光开关K1把掺铒光纤L5端和OSW光信号扇入端a(28)导通，同时控制后端OSW光通路控制电路模块7把OSW光信号扇入端a(28)与OSW输出光信号公共端8连接起来，信号输出为掺铒光纤阵列输出光信号10。类似地，在CPU控制命令下，实现L5+L6的增益设置时，掺铒光纤阵列输入光信号9通过掺铒光纤L5的传输，到达1*2光开关K1，CPU控制光开关K1把掺铒光纤L5端和掺铒光纤L6端导通，经过掺铒光纤L6放大后，CPU控制光开关K2把掺铒光纤L6端和OSW光信号扇入端d(31)导通，同时控制后端OSW光通路控制电路模块7把OSW光信号扇入端d(31)与OSW输出光信号公共端8连接起来，信号输出为掺铒光纤阵列输出光信号10。类似地，在CPU控制命令下，实现L5+L6+L7的增益设置和L5+L6+L7+L8的增益设置。
3、并串式。根据需要设计n级增益，按照并联式中所述的方法设计一个m级增益设备，另外按照串联式中所述的方法设计一个k级增益设备，注意m×k＝n，并且m，n，k都为正整数。然后，把设计完成的并联式m级增益设备的输出连接到串联式k级增益设备的输入。图4示意了n＝16情况下并串式16级掺铒光纤阵列结构实施例。按照单独串联式和单独并联式的工作原理，本实施例可以实现增益为L9+L13，类似地，可以实现增益级还有L10+L13，L11+L13，L12+L13，L9+L13+L14，L10+L13+L14，L11+L13+L14，L12+L13+L14，L9+L13+L14+L15，L10+L13+L14+L15，L11+L13+L14+L15，L12+L13+L14+L15，L9+L13+L14+L15+L16，L10+L13+L14+L15+L16，L11+L13+L14+L15+L16，L12+L13+L14+L15+L16，在本实施例中，使用了4级并联式增益设备+4级串联式增益设备。当然并串式16掺铒光纤阵列结构也可以使用1级并联式增益设备+16级串联式增益设备，也可以使用2级并联式增益设备+8级串联式增益设备，也可以使用8级并联式增益设备+2级串联式增益设备，也可以使用16级并联式增益设备+1级串联式增益设备。
4、串并式。根据需要设计n级增益，按照并联式中所述的方法设计一个m级增益设备，另外按照串联式中所述的方法设计一个k级增益设备，注意m×k＝n，并且m，n，k都为正整数。然后，把设计完成的串联式k级增益设备的输出连接到并联式m级增益设备的输入。图5示意了n＝16情况下串并式16级掺铒光纤阵列结构实施例。按照单独串联式和单独并联式的工作原理，本实施例可以实现增益为L17+L21，类似地，可以实现增益级还有L17+L22，L17+L23，L17+L24，L17+L18+L21，L17+L18+L22，L17+L18+L23，L17+L18+L24，L17+L18+L19+L21，L17+L18+L19+L22，L17+L18+L19+L23，L17+L18+L19+L24，L17+L18+L19+L20+L21，L17+L18+L19+L20+L22，L17+L18+L19+L20+L23，L17+L18+L19+L20+L24，5、串并式(低插入损耗型)。根据需要设计n级增益，首先是设计串联式n级增益，光开关的输出不是直接输出到后端OSW光通路控制电路模块7中，而是把相应的输出连接到n段长度或掺杂浓度不同的掺铒光纤中。N段掺铒光纤的输出，连接到后端OSW光通路控制电路模块7的各个扇入端，最后有选择地输出。图6示意了n＝4情况下串并式(低插入损耗型)4级掺铒光纤阵列结构实施例。类似于串联式的工作原理，本实施例可以实现增益为L25+L29，类似地，可以实现的增益级还有L25+L26+L32，L25+L26+L27+L30，L25+L26+L27+L28+L31。
本发明的放大实施方式按照EDFA的泵浦方式可以分为以下三种方式1、双向泵浦方式。如图7所示。光信号从IN口输入，经过输入分光器14，小部分的信号光输入到信号光监测器件15；其余大部分信号光经过光隔离器16输出。隔离器16输出的光信号和17、18的泵浦光经过前向合波模块19的耦合作用，输入到掺铒光纤阵列20中。其中波长λ1泵谱光源17，波长λ2泵谱光源18可以使用其中的一个，或两个同时使用。掺铒光纤阵列20的输出光连接到后向合波模块21中，后向合波模块21把泵浦22，23的泵浦光反向耦合进掺铒光纤阵列20中。波长λ1泵谱光源22，波长λ2泵谱光源23可以使用其中的一个，或两个同时使用。通过控制接口由中央处理器(CPU)对掺铒光纤阵列20进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态。在掺铒光纤阵列(EDFArray)20的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大。放大后的信号光，经过后向合波模块21输入到可重构增益平坦滤波器(R-GFF)24中。对可重构增益平坦滤波器(R-GFF)进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率。图8示意了R-GFF输入光信号谱形，图9示意了R-GFF输出光信号谱形。经过可重构增益平坦滤波器(R-GFF)24的作用，信号光输出给输出光分光器26，小部分的信号光到输入到信号光监测器件25，其余大部分信号光经过光隔离器27输出到OUT，实现了光信号的放大。
2、前向泵浦方式。如图10所示。光信号从IN口输入，经过输入分光器14，小部分的信号光输入到信号光监测器件15；其余大部分信号光经过光隔离器16输出。隔离器16输出的光信号和17、18的泵浦光经过前向合波模块19的耦合作用，输入到掺铒光纤阵列20中。其中波长λ1泵谱光源17，波长λ2泵谱光源18可以使用其中的一个，或两个同时使用。通过控制接口由中央处理器(CPU)对掺铒光纤阵列20进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态。在掺铒光纤阵列(EDF Array)20的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大。掺铒光纤阵列20的输出信号直接连接到可重构增益平坦滤波器24。对可重构增益平坦滤波器(R-GFF)进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率。图8示意了R-GFF输入光信号谱形，图9示意了R-GFF输出光信号谱形。经过可重构增益平坦滤波器(R-GFF)24的作用，信号光输出给输出光分光器26，小部分的信号光到输入到信号光监测器件25，其余大部分信号光经过光隔离器27输出到OUT，实现了光信号的放大。
3、后向泵浦方式。如图11所示。光信号从IN口输入，经过输入分光器14，小部分的信号光输入到信号光监测器件15；其余大部分信号光经过光隔离器16输出，并直接输入到掺铒光纤阵列20中。掺铒光纤阵列20的输出光连接到后向合波模块21中，后向合波模块21把泵浦22，23的泵浦光反向耦合进掺铒光纤阵列20中。波长λ1泵谱光源22，波长λ2泵谱光源23可以使用其中的一个，或两个同时使用。通过控制接口由中央处理器(CPU)对掺铒光纤阵列20进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态。在掺铒光纤阵列(EDF Array)20的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大。放大后的信号光，经过后向合波模块21输入到可重构增益平坦滤波器(R-GFF)24中。对可重构增益平坦滤波器(R-GFF)进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率。图8示意了R-GFF输入光信号谱形，图9示意了R-GFF输出光信号谱形。经过可重构增益平坦滤波器(R-GFF)24的作用，信号光输出给输出光分光器26，小部分的信号光到输入到信号光监测器件25，其余大部分信号光经过光隔离器27输出到OUT，实现了光信号的放大。
权利要求
1.一种利用光开关构成的并联式掺铒光纤阵列，其特征在于并行地排列n种不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤，同时使用1*n光开关，实现信号在某一掺铒光纤中的传输；在CPU控制命令下，前端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输入光信号公共端和n个OSW光信号扇出端之一，掺铒光纤阵列输入光信号通过OSW输入光信号公共端从该OSW光信号扇出端输出，经过n个掺铒光纤之一的传输，输出到与上述扇出端对应的OSW光信号扇入端，后端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输出光信号公共端和该OSW光信号扇入端，经过OSW输出光信号公共端输出，从而实现n级增益掺铒光纤阵列。
2.一种利用光开关构成的串联式掺铒光纤阵列，其特征在于通过n-1个1*2的光开关，依次把n段不同长度和掺杂浓度的掺铒光纤串联起来，在CPU控制命令下，1*2光开关决定光信号是否在下一段掺铒光纤中传输，同时，后向OSW控制模块根据相应的1*2光开关状态，决定该1*n的OSW光信号扇入端是否与OSW输出光信号公共端相连接，从而实现n级掺铒光纤阵列。
3.一种利用光开关构成的并串式掺铒光纤阵列，其特征在于利用权利要求1中所述并联式掺铒光纤阵列的总输出与权利要求2中所述的串联式掺铒光纤阵列的总输入连接前来，实现并串式掺铒光纤阵列。
4.一种利用光开关构成的串并式掺铒光纤阵列，其特征在于利用权利要求2中所述串联式掺铒光纤阵列的总输出与权利要求1中所述的并联式掺铒光纤阵列的总输入连接前来，实现串并式掺铒光纤阵列。
5.一种利用光开关构成的低插入损耗型串并式掺铒光纤阵列，其特征在于结合权利要求2中所述串联式掺铒光纤阵列与权利要求1中所述的并联式掺铒光纤阵列，串联式结构的1*2光开关输出没有连接到串联式掺铒光纤阵列中的1*n光开关中，而是直接连接到n段不同长度和掺杂浓度的掺铒光纤中，连接到后端OSW的各扇入端，后端OSW光通路控制电路模块控制光开关连接OSW输出光信号公共端和该OSW光信号扇入端，经过OSW输出光信号公共端输出。
6.一种双向泵浦方式的光通信系统，其特征在于包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出；前向合波模块(19)，用于将隔离器(16)输出的光信号和泵浦光(17、18)进行耦合，输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列(20)中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；后向合波模块(21)，其输入与掺铒光纤阵列(20)的输出光连接，用于把泵浦(22，23)的泵浦光反向耦合进掺铒光纤阵列(20)中；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列(20)进行控制使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，用于连接经过后向合波模块(21)的放大后的光，可对可重构增益平坦滤波器(24)进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器(26)，其与可重构增益平坦滤波器(24)的输出相连，用于将小部分的信号光到输入到信号光监测器件(25)，其余大部分信号光经过光隔离器(27)输出，实现了光信号的放大。
7.根据权利要求6所述的光通信系统，其特征在于其中可以使用泵谱光源(17)，泵谱光源(18)其中的一个，或两个同时使用；可以使用泵谱光源(22)，泵谱光源(23)其中的一个，或两个同时使用。
8.一种前向泵浦方式的光通信系统，其特征在于包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出；前向合波模块(19)，用于将隔离器(16)输出的光信号和泵浦光(17、18)进行耦合以输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列(20)中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列20进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，其与掺铒光纤阵列20的输出连接，可对其进行不同的配置，以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器(26)，其与可重构增益平坦滤波器(24)的输出相连，用于将小部分的信号光到输入到信号光监测器件(25)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(27)输出，实现了光信号的放大。
9.根据权利要求8所述的光通信系统，其特征在于其中可以使用泵谱光源(17)，泵谱光源(18)其中的一个，或两个同时使用。
10.一种后向泵浦方式的光通信系统，其特征在于包括输入分光器(14)，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件(15)以及将其余大部分信号光经过光隔离器(16)输出，并直接输入到根据权利要求1或2所述的掺铒光纤阵列20中；在掺铒光纤阵列(20)的不同掺铒光纤中，实现对信号不同增益的放大；后向合波模块(21)，其与掺铒光纤阵列20的输出光连接，用于把泵浦光(22，23)反向耦合进掺铒光纤阵列20中；中央处理器(CPU)，用于通过控制接口对掺铒光纤阵列(20)进行控制，使信号光和泵浦光耦合进到不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤中，并读取光开关的状态，以确认器件工作在哪一个增益数状态；可重构增益平坦滤波器(24)，其与后向合波模块(21)的输出相连，对其进行不同的配置以适应不同增益段光纤的不同增益斜率；输出光分光器26，其与可重构增益平坦滤波器的输出相连，用于将小部分的信号光输入到信号光监测器件25以及将其余大部分信号光经过光隔离器27输出，实现了光信号的放大。
11.根据权利要求10所述的光通信系统，其特征在于可以使用泵谱光源(22)，泵谱光源(23)其中的一个，或两个同时使用。
全文摘要
本发明涉及一种利用光开关构成的并联式掺铒光纤阵列，其并行地排列n种不同长度或掺杂浓度的掺铒光纤，同时使用1*n光开关，实现信号在某一掺铒光纤中的传输，本发明还涉及串联式、并串式、串并式、低插入损耗型串并式掺铒光纤阵列以及包括所述阵列的光通信系统，通过使用掺铒光纤阵列，选择阵列中特定的掺铒光纤来实现增益不同的信号放大，降低了小增益情况下的噪声指数，更加有利于无电再生距离的延长。采用统一的光路设计，节省了生产制造阶段的调试成本，更加有利于器件的规模化生产，提高生产效率。
文档编号H04B10/17GK1862301SQ200610087568
公开日2006年11月15日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者王红启, 陈德华, 雷非 申请人:烽火通信科技股份有限公司