一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖放大器，尤其是一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器。
【背景技術(shù)】
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[0002]在光通信系統(tǒng)中，由于光信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減、光色散、系統(tǒng)的光學(xué)靈敏度變化以及各種光學(xué)元器件引入的各種損耗，使得光信號(hào)無(wú)法在接收端被正確的檢測(cè)出來(lái)，所以必須對(duì)光信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)。傳統(tǒng)的光-電-光中繼方式，需要先在電域內(nèi)進(jìn)行放大、重塑等復(fù)雜的信號(hào)處理后，再進(jìn)行傳輸，且這種傳輸方式裝置復(fù)雜、成本高、傳輸質(zhì)量低下。
[0003]光纖放大器取代傳統(tǒng)的光-電-光中繼方式，實(shí)現(xiàn)了單根光纖中多路光信號(hào)的同時(shí)放大，大大降低了光中繼的成本；同時(shí)可與傳輸光纖實(shí)現(xiàn)良好的親合，因此被大規(guī)模的應(yīng)用于波分復(fù)用光通信系統(tǒng)，極大地增加了光纖中可傳輸?shù)男畔⑷萘亢蛡鬏斁嚯x。
[0004]隨著核心網(wǎng)100G相關(guān)通信系統(tǒng)的逐步商用化，系統(tǒng)對(duì)RFA(拉曼光纖放大器)的需求日益增大。與此同時(shí)，RFA的增益介質(zhì)就是傳輸光纖本身，能夠改善系統(tǒng)的光信噪比(Optical Signal Noise Rat1，OSNR)，但其性價(jià)比較差；而EDFA(摻鉺光纖放大器)相比RFA來(lái)說(shuō)噪聲系數(shù)大，但在功率放大時(shí)較RFA更有優(yōu)勢(shì)。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?012103258976，名稱為“混合光纖放大器及其增益、增益斜率的調(diào)整方法及裝置”的實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種混合光纖放大器，該混合光纖放大器包括RFA和不含有可變衰減器的EDFA，RFA包括泵浦信號(hào)合波器、泵浦激光器組、帶外窄帶濾波器以及光電探測(cè)器，EDFA包括順次連接的輸入耦合器、摻鉺光纖、輸出耦合器、輸入光電探測(cè)器以及輸出光電探測(cè)器，此外，該混合光纖放大器還包括用于根據(jù)預(yù)期放大要求協(xié)調(diào)控制所述EDFA和/或RFA調(diào)整增益和/或增益斜率的控制模塊。上述實(shí)用新型申請(qǐng)中的混合光纖放大器通過(guò)控制模塊協(xié)調(diào)控制EDFA和RFA，從而可以達(dá)到預(yù)期放大效果，此外，由于EDFA不含有可變衰減器，因此可以避免由于可變衰減器帶來(lái)的一系列問(wèn)題。
[0006]盡管上述實(shí)用新型申請(qǐng)將RFA與EDFA在通信系統(tǒng)中相互配合，相互補(bǔ)償，但是它仍然存在以下三個(gè)缺點(diǎn):
[0007]1、拉曼放大器本身是通過(guò)光纖的非線性效應(yīng)對(duì)傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行放大，在申請(qǐng)?zhí)枮?012103258976的實(shí)用新型專利申請(qǐng)的第一級(jí)中，用于放大光信號(hào)的泵浦光在傳輸(放大)過(guò)程中也會(huì)逐漸衰減，到達(dá)第二級(jí)EDFA時(shí)，用于信號(hào)放大的功率很小。這時(shí)，就需要增大第一級(jí)的泵浦光功率使得第二級(jí)有足夠大的泵浦光功率用于放大。況且一般未做說(shuō)明時(shí)，拉曼放大器都為分布式放大，意味著非線性光纖長(zhǎng)度在10公里左右，這樣，泵浦光功率衰減得更加厲害，因此泵浦光功率的利用率不高。
[0008]2、由于泵浦光之間的相互干擾，以及泵浦光與信號(hào)光之間的相互干擾，因此會(huì)影響光纖放大器的控制效果。
[0009]3、沒(méi)有對(duì)拉曼光纖放大器的光纖類型進(jìn)行標(biāo)注，也沒(méi)有指出光纖的具體類型。拉曼光纖放大器一般采用的普通單模光纖為G.652，但是其拉曼增益系數(shù)很小，放大不明顯，無(wú)法滿足波分復(fù)用系統(tǒng)的要求。如果再遇到系統(tǒng)噪聲等問(wèn)題，信噪比還會(huì)急劇衰減。【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0010]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠提高泵浦的功率利用率，減小前后級(jí)的泵浦光、信號(hào)光之間的相互干擾，提高控制效果，且拉曼增益系數(shù)大，集成度更高，更利于小型化設(shè)計(jì)的基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，它包括多個(gè)光發(fā)射機(jī)、激光器、光信號(hào)合波器、摻鉺光纖、光信號(hào)分波器以及多個(gè)光接收機(jī)，其中，光纖放大器還包括第一隔離器、第二隔離器、第一耦合器、第二耦合器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、極化波合成器、控制單元、高非線性光纖以及多組泵浦光，光發(fā)射機(jī)和激光器的輸出端同時(shí)與光信號(hào)合波器的輸入端相連，光信號(hào)合波器的輸出端與第一隔離器的輸入端連接，第一隔離器的輸出端以及第一環(huán)形器的輸出端與第一親合器的輸入端連接，摻鉺光纖連接在第一親合器的輸出端與第一環(huán)形器輸入端之間，高非線性光纖連接在第一環(huán)形器的輸出端與第二耦合器的輸入端連之間，極化波合成器的輸出端與第二耦合器的輸入端連接，第二耦合器的輸出端與第二環(huán)形器的輸入端連接，第二環(huán)形器的輸出端與第二隔離器的輸入端相連，第二隔離器的輸出端與光信號(hào)分波器的輸入端相連，光信號(hào)分波器的輸出端分別與各個(gè)光信號(hào)接收機(jī)相連，第二環(huán)形器的輸出端與控制單元的輸入端相連，控制單元的輸出端與第一親合器的輸入端相連，控制單元的輸出端與泵浦光相連，泵浦光的輸出端與極化波合成器的輸入端相連。。
[0012]采用上述結(jié)構(gòu)后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面:
[0013]1、傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器在它的1550nm特征波長(zhǎng)附近最高約30nm的帶寬就遠(yuǎn)不夠用了，而基于高非線性光纖的拉曼放大器擁有50nm的放大寬帶，并且拉曼光纖放大器本身具有的輸出增益高、響應(yīng)時(shí)間快、噪聲系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，把兩者級(jí)聯(lián)后形成混合光纖放大器，不僅可以增大光信號(hào)的放大帶寬，即可以實(shí)現(xiàn)跨波段的信號(hào)放大，而且可以進(jìn)一步地減小整個(gè)光放大器系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。
[0014]2、與現(xiàn)有技術(shù)不同，本實(shí)用新型在混合光纖放大器中加入了兩個(gè)反饋環(huán)結(jié)構(gòu)，即第一環(huán)形器對(duì)第一耦合器的反饋，以及第二環(huán)形器對(duì)第一耦合器和第二耦合器的反饋，雙反饋的結(jié)構(gòu)大大提高了本實(shí)用新型的泵浦功率的利用率。另外，本實(shí)用新型采用的是分立式拉曼光纖放大器，光纖長(zhǎng)度(理論值)約為400m，這樣就可以把分立式拉曼光纖放大器所需要的光纖盤繞在標(biāo)準(zhǔn)的卡槽內(nèi)，諸如標(biāo)準(zhǔn)的IU的機(jī)柜板，從而也提高了本實(shí)用新型的泵浦功率的利用率。
[0015]3、本實(shí)用新型采用隔離器、耦合器這些無(wú)源器件使得前后級(jí)的泵浦光、信號(hào)光之間相互干擾減小，有效提高了系統(tǒng)的控制效果。
[0016]4、本實(shí)用新型采用的高非線性光纖是一種高拉曼增益系數(shù)的光纖介質(zhì)，這種高非線性光纖的使用可以提高本實(shí)用新型的拉曼增益系數(shù)。另外，不同于現(xiàn)有技術(shù)的分布式拉曼光纖放大器，本實(shí)用新型涉及的混合放大器是一種新型的分立式拉曼光纖放大器，這種放大器更利于集成、模塊化設(shè)計(jì)，因而具有更加良好的市場(chǎng)前景。
[0017]本實(shí)用新型所述的一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，其中，第二環(huán)形器的輸出端與第二隔離器的輸入端之間連接有光纖布拉格光柵。光纖布拉格光柵的作用與隔離器的作用不一樣，本實(shí)用新型中的后向泵浦光會(huì)向兩個(gè)方向傳播，加入光柵后，使得相應(yīng)波長(zhǎng)的泵浦光得以反射，從而進(jìn)一步提高后向泵浦的利用率。
[0018]本實(shí)用新型所述的一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器，其中，高非線性光纖可碲酸鹽光纖、硫化物光纖、光子晶體光纖、氟化物光纖、碲酸鹽-光子晶體光纖或硫化物-光子晶體光纖。
【附圖說(shuō)明】
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[0019]圖1是本實(shí)用新型一種基于雙反饋結(jié)構(gòu)的混合分立式高非線性光纖放大器的