CN106532419B - 一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器 - Google Patents

一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器 Download PDF

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Abstract

本发明为一种光纤拉曼激光器的远端泵浦掺铒光纤放大器，1550nm激光器为光纤拉曼激光器的泵浦源，经三级高反射率光纤光栅连接泵浦传输光纤的一端，泵浦传输光纤的另一端经三级低反射率光纤光栅连接倍频器，倍频器连接掺铒光纤放大器，光信号输入掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器的输出端经光信号传输光纤连接光接收机。光纤拉曼激光器中心波长为1950±2nm。泵浦传输光纤为单模硅基光纤，其长度等于或小于100km。光信号传输光纤直接或者经光放大器连接光接收机。本发明比直接传输980nm激光传输距离提高十几倍；其噪声系数比1480nm远泵光放大器的噪声系数降低1.5dB左右，大大改善了远端泵浦掺铒光纤放大器的噪声性能。

Description

一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器
技术领域
本发明涉及一种光纤放大器，具体涉及用于无中继光纤通信***的一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器。
背景技术
远端泵浦的掺铒光纤放大器(简称远泵光放大器)是无中继光纤通信***的主要中继光放大器，其泵浦光源放置在发射机或接收机的机房内，通过光纤将泵浦光传输至掺铒光纤放大器(EDFA)进行泵浦，具有中继点无需供电的特点。掺铒光纤放大器(EDFA)的泵浦吸收峰为980nm和1480nm，故选择980nm和1480nm的泵浦源。1480nm激光泵浦的EDFA为二能级结构，噪声系数较高，一般在6dB左右。而普通980泵浦的EDFA噪声系数仅为4.5dB甚至更低，但980nm激光传输损耗非常大，不适合远距离传输。因此目前常规的远端泵浦的掺铒光纤放大器只能采用大功率1480nm激光进行远距离传输，为掺铒光纤放大器EDFA提供泵浦，其噪声系数过高影响着远泵放大器的效果。
发明内容
为了克服现有远泵放大器泵浦使用1480nm泵浦源噪声系数高的缺点，本发明提供一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，1550nm激光器作为光纤拉曼激光器的泵浦源，泵浦传输光纤为光纤拉曼激光器的拉曼光纤，经多级级联光纤光栅对和长距离的泵浦光纤传输，形成1950nm激光输出，进入倍频器，倍频为980nm激光，作为掺铒光纤放大器的泵浦光，获得较低的噪声系数，且降低长距离传输的损耗。
本发明设计的一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器方案：包括以泵浦传输光纤为拉曼光纤的光纤拉曼激光器、倍频器和掺铒光纤放大器，1550nm激光器为光纤拉曼激光器的泵浦源，经1～4级高反射率光纤光栅连接泵浦传输光纤的一端，泵浦传输光纤的另一端经1～4级低反射率光纤光栅，接至倍频器，倍频器连接掺铒光纤放大器，光信号输入掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器的输出端经光信号传输光纤连接光接收机；所述高反射率光纤光栅与低反射率光纤光栅的级数相同。
当泵浦传输光纤为硅基光纤时，光纤拉曼激光器为三级级联拉曼激光器，即高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅均为3级。
所述以泵浦传输光纤为拉曼光纤的光纤拉曼激光器为中心波长1950±2nm、光纤输出的激光器。
所述1550nm激光器为单模光纤输出的激光器，其中心波长为1550±10nm，其功率大于1W。
所述多级高反射率光纤光栅和多级低反射率光纤光栅构成多级对称的光纤光栅对。
所述多级光纤光栅对为中心波长为1664nm±5nm、1795nm±5nm、和1950nm±2nm的三级光纤光栅对；每对光纤光栅由一支反射率>95％的高反射率光纤光栅和一支反射率为5％～50％的低反射率光纤光栅构成，同一对光纤光栅的中心波长一致。
所述倍频器为波导型光纤倍频器。
所述倍频器的输出为中心波长为975nm±1nm波长的单模激光，一般称之为980nm激光。
所述掺铒光纤放大器为980nm激光泵浦型掺铒光纤放大器。
所述泵浦传输光纤为单模光纤，其长度大于或等于40km、等于或小于100km。
所述掺铒光纤放大器的输出端经光信号传输光纤连接光接收机。
所述光信号传输光纤直接连接光接收机，或者经光放大器连接光接收机；所述光放大器为前置掺铒光纤放大器或后向泵浦拉曼放大器。
所述光接收机和1550nm激光器放置于同一处机房内，泵浦传输光纤与光信号传输光纤的长度相同。
本发明一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器的有益效果是：1、通过1550nm激光在泵浦传输光纤中传输、形成多级级联拉曼激光振荡，输出1950nm激光，再经过倍频器得到980nm激光输出，为远端掺铒光纤放大器提供泵浦，克服了980nm激光传输损耗大、不利于远距离功率传输的缺点，本方案泵浦激光传输距离比直接传输980nm激光传输距离提高十几倍；2、倍频后获得的980nm泵浦激光对掺铒光纤放大器进行泵浦，其噪声系数比1480nm远泵光放大器的噪声系数降低1.5dB左右，大大改善了远端泵浦掺铒光纤放大器的噪声性能。
附图说明
图1为本光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器实施例结构示意图。
具体实施方式
本光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器实施例如图1所示，泵浦光源为1550nm激光器，其中心波长为1550±10nm，1550nm激光器的光纤输出经1950nm±2nm、1795nm±5nm、和1664nm±5nm的三支高反射率光纤光栅连接泵浦传输光纤的一端，泵浦传输光纤为50km的单模硅基光纤，泵浦传输光纤另一端经1664nm±5nm、1795nm±5nm、和1950nm±2nm的三支低反射率光纤光栅连接波导型光纤倍频器，倍频器的输出为中心波长975nm±1nm的单模激光，倍频器连接980nm激光泵浦型掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器的输出端连接光信号传输光纤，光信号传输光纤经前置掺铒光纤放大器(EDFA)连接光接收机。本例光接收机和1550nm激光器放置于同一处机房内，泵浦传输光纤与光信号传输光纤的长度相同。
功率为-40dBm的微弱光信号(图1中的in)输入掺铒光纤放大器；1550nm激光器的激光经三级光纤光栅对和50km泵浦传输光纤传输至倍频器时，输出1950nm激光功率50mW，倍频器输出的975nm激光功率为20mW，用于对泵浦的掺铒光纤放大器泵浦，掺铒光纤放大器输出的光信号增益25dB，放大器噪声系数4.5dB，再经过50km光信号传输光纤后，经前置掺铒光纤放大器(EDFA)放大，成功被光接收机接收。
本例三级高反射率光纤光栅集成在1550nm激光器的机箱内，三级低反射率光栅集成在掺铒光纤放大器模块内。
本例倍频器与掺铒光纤放大器集成于同一个模块。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，包括以泵浦传输光纤为拉曼光纤的光纤拉曼激光器、倍频器和掺铒光纤放大器，其特征在于：
1550nm激光器为光纤拉曼激光器的泵浦源，经1～4级高反射率光纤光栅连接泵浦传输光纤的一端，泵浦传输光纤的另一端经1～4级低反射率光纤光栅，接至倍频器，倍频器连接掺铒光纤放大器，光信号输入掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器的输出端经光信号传输光纤连接光接收机；
所述高反射率光纤光栅与低反射率光纤光栅的级数相同；且构成1～4级对称的光纤光栅对；
所述以泵浦传输光纤为拉曼光纤的光纤拉曼激光器为中心波长1950±2nm、光纤输出的激光器。
2.根据权利要求1所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述1550nm激光器为单模光纤输出的激光器，其中心波长为1550±10nm，其功率大于1W。
3.根据权利要求1所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述泵浦传输光纤为硅基光纤，光纤拉曼激光器为三级级联拉曼激光器，即高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅均为3级。
4.根据权利要求3所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述1～4级对称的光纤光栅对为中心波长为1664nm±5nm、1795nm±5nm、和1950nm±2nm的三级光纤光栅对；每对光纤光栅由一支反射率>95％的高反射率光纤光栅和一支反射率为5％～50％的低反射率光纤光栅构成，同一对光纤光栅的中心波长一致。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述倍频器为波导型光纤倍频器，输出为中心波长为975nm±1nm波长的单模激光。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述掺铒光纤放大器为980nm激光泵浦型掺铒光纤放大器。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述泵浦传输光纤为单模光纤，其长度大于或等于40km、等于或小于100km。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述掺铒光纤放大器的输出端经光信号传输光纤连接光接收机。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述光信号传输光纤直接连接光接收机，或者经光放大器连接光接收机；所述光放大器为前置掺铒光纤放大器或后向泵浦拉曼放大器。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤拉曼激光器的远端泵浦的掺铒光纤放大器，其特征在于：
所述光接收机和1550nm激光器放置于同一处机房内，泵浦传输光纤与光信号传输光纤的长度相同。
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