專利名稱：分布式寬帶光纖拉曼放大器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光纖通信技術領域，具體涉及一種基于受激拉曼散射原理放大c
波段、L波段和C+L波段光信號的分布式寬帶光纖拉曼放大器。
背景技術：
摻鉺光纖放大器因其優越的性能現已廣泛應用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統、接入網、光纖CATV網、軍用系統等領域。但摻鉺光纖放大器首先是需要特殊的摻鉺光纖作為增益介質，這種光纖價格昂貴，維護費用高；其次是摻鉺光纖放大器采用的是集中式放大，當入纖激光功率較大時，容易引起四波混頻和非線性效應，這對高速率密集波分復用系統(DW匿)性能影響很大；再一個是EDFA的噪聲系數高，使得光信噪比較低；最后是EDFA的工作波長主要在C波段，帶寬有30nm左右，不能充分發揮DW匿系統的寬帶優勢。隨著通信業務需求的快速增長，對光纖傳輸系統的容量和無中繼傳輸距離的要求也越來越高，以10Gbit/s甚至更高速率為基礎的密集波分復用系統必然成為未來光傳輸系統的主流，而摻鉺光纖放大器(EDFA)無論在通信帶寬方面還是傳輸距離方面都不能完全滿足光通信系統發展的要求。
發明內容為了克服摻鉺光纖放大器的噪聲指數高、要求使用特種光纖、通信帶寬窄和入纖功率高的不足，本實用新型提供一種分布式寬帶光纖拉曼放大器。 本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是提供一種分布式寬帶光纖拉曼放大器，包含泵浦激光器、泵浦合波器、隔離器、分束器、超寬帶波分復用器、探測器和控制及報警單元。其中，放大器的泵浦激光器的一端與泵浦合波器一端連接，泵浦合波器另一端與隔離器一端連接，用于泵浦輸出光與輸入信號光耦合的超寬帶波分復用器一端與隔離器的另一端連接，超寬帶波分復用器的另一輸出端與分束器一端連接，檢測輸入的信號光功率，將檢測結果發送給控制及報警單元的探測器的一端與分束器的另外一端連接，用于控制泵浦激光器的工作狀態，同時對探測器輸出的信號進行處理的控制及報警單元分別與泵浦激光器和探測器連接。 當C+L波段的光信號和泵浦光同時輸入到傳輸光纖時，由于信號光與泵浦光之間的受激拉曼散射效應，泵浦光子與光纖晶格發生碰撞釋放出大量光子，這些光子頻率位于信號光波段，從而使得傳輸光纖中的信號光強度得到放大。 本實用新型可以實現C+L波段的1529nm 1610nm范圍的信號光放大，放大信號帶寬達到80nm，且具有信號輸入飽和功率高，噪聲指數低，放大介質為普通的傳輸光纖本身等優點；同時本實用新型采用后向泵浦方式，縮短了泵浦光與信號的相互作用距離，大大降低了泵浦光與信號光之間的四波混頻和非線性效應；本實用新型僅由泵浦激光器、控制器、泵浦合波器和監測系統構成，結構簡單。 本實用新型的放大器不僅能提高信號信噪比、降低信號入纖功率、提高通信帶寬，而且能方便的通過信號功率監控模塊、泵浦工作狀態監控模塊及無光報警與自動關斷模塊實現操作人員的人身安全保護。 本實用新型的放大器在不便于建立中繼站的超長干線的光纖CATV系統、DWDM超長干線光纜傳輸系統、海底光纜通信系統、可視電話、微弱光信號監測、磁場監測等方面有著廣泛的應用前景。
圖1為本實用新型的分布式寬帶光纖拉曼放大器的結構框圖 圖2采用本實用新型測得的C+L波段信號開關增益及增益平坦度測試曲線圖 圖3為本實用新型的偏振相關增益測試曲線圖 圖4為本實用新型的偏振模式色散測試曲線圖 圖中，l.超寬帶波分復用器2.隔離器3.分束器4.泵浦合波器5.探測器6.泵浦激光器7.控制及報警單元。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明 如圖1所示，本實用新型的放大器的泵浦激光器6的一端與泵浦合波器4的一端連接，泵浦合波器4的另一端與隔離器2的一端連接，用于泵浦輸出光與輸入信號光耦合的超寬帶波分復用器1的一端與隔離器2的另一端連接，超寬帶波分復用器1的另一輸出端與分束器3的一端連接，檢測輸入的信號光功率、將檢測結果發送給控制及報警單元7的探測器5的一端與分束器3的另一端連接，用于控制泵浦激光器6的工作狀態，同時對探測器5輸出的信號進行處理的控制及報警單元7分別與泵浦激光器6的另一端和探測器5的另一端連接。 泵浦激光器6輸出光束經過泵浦合波器4合成為一束，然后通過隔離器2輸入到超寬帶波分復用器1，隔離器2主要是對輸入的信號光和輸出的泵浦光進行隔離，從而有效的避免了反射光束進入泵浦激光器6。為了使得泵浦光與信號同時輸入到傳輸光纖，采用超寬帶波分復用器1與隔離器2連接，當泵浦光與信號同時輸入到傳輸光纖時，由于受激拉曼散射原理，泵浦光與光纖晶格振動發生碰撞，釋放出頻率位于信號光頻段的光子，從而使得信號光強度獲得放大。超寬帶波分復用器1的另一輸出端與分束器3連接，探測器5與分束器3的另一輸出端口連接，用于接收5%的信號輸出功率，實現對信號光功率的監測。控制及報警單元7分別與探測器5和泵浦激光器6連接，控制及報警單元7主要是為了監測輸入的信號光功率， 一旦輸入信號光傳輸出現故障，控制及報警單元7會發出警告，并關斷泵浦激光器6，當信號光恢復正常，系統會自動開啟。控制及報警單元7具有RS232通信接口 ，可以進行本地監控，方便工作人員按照需要進行調節泵浦激光器6的輸出功率。[0017] 本實用新型的分布式寬帶光纖拉曼放大器采用后向泵浦方式，大大降低了系統噪聲、四波混頻和非線性效應的影響，提高了信噪比，延長了信號傳輸距離。[0018] 本實用新型采用5X1泵浦合波器，降低了系統泵浦功率的損耗，提高了泵浦的利
用率，這對于降低系統成本非常有利。 通過控制及報警單元對傳輸光纖中信號光進行實時監控，當信號在光纖中傳輸出現故障，控制及報警單元會發出報警信號，同時自動關閉泵浦激光器電源，這對于保護工程維護人員人身安全有著重要的作用。 控制及報警單元實現兩個功能，功能一是對信號出現故障時進行報警，功能二是對泵浦激光器非正常工作時進行報警，采用這種方法不僅保證了信號的正常傳輸，同時實現了對分布式寬帶光纖拉曼放大器進行了保護。 采用消偏器對泵浦激光器進行退偏，降低了系統中信號與泵浦的偏振相關性，從而降低了系統偏振相關增益。 泵浦激光器制冷采用電路制冷和強迫式風機制冷兩種方式，用以滿足不同的使用環境。 采用RS232通信接口，方便使用人員根據各自使用要求對泵浦激光器電流、功率、溫度進行控制。 圖2為采用本實用新型的測得的C+L波段信號開關增益及增益平坦度測試曲線圖，方形點線為信號開關凈增益，圓點曲線為開啟泵浦信號增益，三角形點線為關閉泵浦信號增益。 圖3為本實用新型的偏振相關增益測試曲線圖，方形曲線為波長為波長1530nm的信號偏振相關增益，圓點點線為關閉泵浦信號在不同偏振態的輸出功率，三角形點線為開啟泵浦信號在不同偏振態的輸出功率。 圖4為本實用新型的偏振模式色散測試曲線圖，黑色曲線為通訊光纖偏振模式色散。
權利要求一種分布式寬帶光纖拉曼放大器，其特征在于所述的放大器的泵浦激光器(6)的一端與泵浦合波器(4)連接，泵浦合波器(4)與隔離器(2)連接，用于泵浦輸出光與輸入信號光耦合的超寬帶波分復用器(1)與隔離器(2)的一端口連接，超寬帶波分復用器(1)的另一輸出端與分束器(3)的一端連接，檢測輸入的信號光功率并將檢測結果發送給控制及報警單元(7)的探測器(5)的一端與分束器(3)的另一端連接，用于控制泵浦激光器的工作狀態、同時對探測器(5)輸出的信號進行處理的控制及報警單元(7)分別與泵浦激光器(6)和探測器(5)連接。
專利摘要本實用新型提供了一種分布式寬帶光纖拉曼放大器，所述的放大器的泵浦激光器的一端與泵浦合波器的一端連接，泵浦合波器的另一端與隔離器的一端連接，用于泵浦輸出光與輸入信號光耦合的超寬帶波分復用器的一端與隔離器的另一端口連接，超寬帶波分復用器的另一輸出端與分束器的一端連接，檢測輸入的信號光功率，并將檢測結果發送給控制報警單元的探測器的一端與分束器的另一端連接，用于控制激光器的工作狀態，同時對探測器輸出的信號進行處理的控制及報警單元分別與泵浦激光器和探測器連接。本實用新型的放大器在海底光纜通信、數字電視、可視電話、微弱光信號檢測、磁場監測等方面有廣泛的應用前景。
文檔編號H01S3/094GK201466463SQ20092007957
公開日2010年5月12日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者周維軍, 李建中, 李曉強, 李澤仁, 溫偉峰, 王榮波, 緒明 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所