CN1740888A - 用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器 - Google Patents
用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，包括一段紫外光写入的光纤布拉格啁啾光栅，光纤布拉格啁啾光栅的一端连接FC/APC接头，另一端连接FC/PC接头。该啁啾布拉格光纤光栅滤波器结构简单，通过选择不同的光纤光栅长度，啁啾系数以及光栅每个部位的紫外光写入能量不同，可以灵活调节损耗光谱，使其和光放大器实现宽带增益平坦化所需要损耗的光谱取得很好的一致，达到良好的光放大器增益平坦化效果，本发明可广泛用于光纤拉曼放大器，掺铒光纤放大器，半导体光放大器等光学放大器上。
Description
技术领域
本发明涉及用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，属于光通信器件领域。
背景技术
在未来光通信领域，由于光纤拉曼放大器的噪声低、频谱范围宽、温度稳定性好，增益介质可以是普通的标准单模光纤，并且只要有合适的泵浦源就可以对光通信频带的任何一个波段进行放大等优点使其不仅将在超远距离光传输***与长途波分复用***中扮演着重要的角色，在未来的城域网也将发挥重要作用。但是拉曼放大器的实用化强烈的依赖于以下两个因素：大功率泵浦源和足够平坦的增益谱。随着大功率激光器制作工艺日趋成熟，增益谱的平坦特性已成为拉曼放大器设计中考虑的首要问题。目前解决光纤拉曼放大器增益平坦化问题的方案主要是利用多个半导体激光器作泵浦源，通过优化它们的波长间隔和功率大小得到理想的平坦增益谱，但是由于半导体激光器所出射的光具有偏振特性，而恰恰光纤拉曼激光器对泵浦光的偏振特性非常敏感，这样一来每一个波长的泵浦光都需要利用两个相同波长的半导体激光器加消偏振耦合器来实现消偏振，最后再和其它波长一起耦合进光纤，这无疑大大增加了***的复杂性和整个器件成本。另一种解决宽带光纤拉曼放大器增益平坦化问题的方案就是利用一个单波长，大功率，无偏振特性的光纤激光器作为泵浦源，让其产生足够大的增益谱，然后加一个合适的宽带滤波器使其增益平坦化，但是目前这种宽带增益平坦的滤波器(50nm以上)的设计非常困难(即要同时实现宽带宽，高平坦效果非常困难)，往往很难达到理想效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，成本低廉的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器包括一段紫外光写入的光纤布拉格啁啾光栅，光纤布拉格啁啾光栅的一端连接FC/APC接头，另一端连接FC/PC接头。
本发明的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器的工作原理是：啁啾布拉格光纤光栅的每一个位置将反射不同的波长的信号光，只要精心设计每个信号光的损耗值，就可以达到所想要的损耗谱。实际设计中是通过调节光纤光栅长度和光栅的啁啾系数来控制增益平坦滤波器的滤波带宽范围，通过调节光纤光栅不同部位的紫外光写入能量不同来灵活调节损耗光谱各个波长点的损耗大小，这里的紫外光写入能量不同主要通过紫外光所写入的时间来控制。
本发明结构简单，通过选择不同的光纤光栅长度，啁啾系数以及光栅每个部位的紫外光写入能量不同，可以灵活调节损耗光谱，从而使其可以和光放大器实现宽带增益平坦化所需要损耗的光谱取得很好的一致，达到良好的光放大器增益平坦化效果，能够真正满足波分复用***的要求。本发明可广泛用于光纤拉曼放大器，掺铒光纤放大器，半导体光放大器等光学放大器上。由于本发明中的光纤布拉格啁啾光栅可以使用普通单模光纤制造，因此其与光放大器连接损耗很低。
附图说明
图1是用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器的示意图；
图2是本发明用于宽带光纤拉曼放大器的一种具体应用实例；
图3是图2应用实例，使用本发明啁啾布拉格光纤光栅滤波器的损耗谱图与实际宽带光纤拉曼放大器的实现增益平坦化需要损耗的谱图之间的对比；
图4是图2应用实例，增益平坦前以及增益平坦后光纤拉曼放大器开关增益图。
具体实施方式
参照图1，本发明的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，包括一段紫外光写入的光纤布拉格啁啾光栅22，光纤布拉格啁啾光栅22的一端连接FC/APC接头21，另一端连接FC/PC接头23。采用FC/APC接头，便于和同是采用FC/APC接头的隔离器相连接，采用FC/PC接头，以便于和同是采用FC/PC光谱分析仪相连接。
为了使光纤布拉格啁啾光栅在不同部位可以反射不同的波长的光，通常，将光纤布拉格啁啾光栅的栅距间隔设计为呈线性递减变化。图例中，光纤布拉格啁啾光栅的光纤光栅长度为6cm，啁啾系数为4.3nm/cm。
为对光纤布拉格啁啾光栅进行保护，可以将光纤布拉格啁啾光栅封装在金属壳体内。
由于光纤光栅的栅距间隔设计成呈线性递减变化，就可以将其当作多个光栅周期不一样的均匀型的布拉格光纤光栅的组合，这样一来，啁啾布拉格光纤光栅的每一个位置将反射不同的波长的信号光，而且由于每个位置的紫外光写入的能量不一样，因此每一个位置的折射率差不一样(在光栅长度不变的前提下，折射率差越大，所反射的光信号越强)，通过控制每个位置对应反射谱的损耗值就可以制造出达到所想要的增益平坦滤波器，可适用于S波段，C波段和L波段。
图2是使用本发明啁啾布拉格光纤光栅滤波器实现的宽带光纤拉曼放大器的增益平坦化的装置图，宽带光纤拉曼放大器的输出端和隔离器输入相连，隔离器输出端和啁啾布拉格光纤光栅滤波器输入端相连。光纤拉曼放大器的泵浦激光器为单波长光纤激光器，波长为1445nm，功率0-1200mW可调，光纤为50km标准单模光纤以及5km DCF光纤。装置中的隔离器是防止啁啾布拉格光纤光栅滤波器的反射光进入光纤拉曼放大器，以免对放大器的性能造成影响。
图3是图2实例使用本发明啁啾布拉格光纤光栅滤波器的损耗谱图与实际宽带光纤拉曼放大器的实现增益平坦化需要损耗的谱图之间的对比，其中实线为本发明的啁啾布拉格光纤光栅滤波器的损耗谱图，虚线为实际宽带光纤拉曼放大器的实现增益平坦化需要损耗的谱图，如图所示两者差别非常小，说明本发明的啁啾布拉格光纤光栅滤波器可以实现良好的增益平坦效果。
图4为图2应用实例，增益平坦前以及增益平坦后光纤拉曼放大器开关增益图。其中点划线为增益平坦前的C波段分布式光纤拉曼放大器开关增益图，实线为增益平坦后的C波段分布式光纤拉曼放大器开关增益图，由图可见，增益平坦后的放大器在1520-1573nm范围内增益为15dB，增益平坦度小于±0.6dB。
Claims (4)
1.用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，其特征是包括一段紫外光写入的光纤布拉格啁啾光栅(22)，光纤布拉格啁啾光栅(22)的一端连接FC/APC接头(21)，另一端连接FC/PC接头(23)。
2.根据权利要求1所述的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，其特征是光纤布拉格啁啾光栅(22)的栅距间隔呈线性递减变化。
3.根据权利要求1或2所述的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，其特征是光纤布拉格啁啾光栅(22)的光纤光栅长度为6cm，啁啾系数为4.3nm/cm。
4.根据权利要求1所述的用于光放大器增益平坦的啁啾布拉格光纤光栅滤波器，其特征是光纤布拉格啁啾光栅(22)封装在金属壳体内。
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