CN111416270A - 一种光放大器中的对泵结构 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种光放大器中的对泵结构，至少包括：第一泵浦激光器，用于产生第一泵浦光；所述第一泵浦光经第一隔离器后，输入至第一合波器；所述第一合波器，用于将输入的第一泵浦光和第一输入光信号耦合后输入至光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；第二泵浦激光器，用于产生第二泵浦光；所述第二泵浦光经第二隔离器后，输入至第二合波器；所述第二合波器，用于将输入的第二泵浦光输入至所述光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；所述第一隔离器为斜8度角的光纤光栅；和/或，所述第二隔离器为斜8度角的光纤光栅。

Description

一种光放大器中的对泵结构
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光放大器中的对泵结构。
背景技术
在掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)光路结构中，经常会使用对向泵浦结构将泵浦光与输入光信号进行耦合，使泵浦光在掺铒光纤中激励并放大输入光信号。如何提高掺铒光纤放大器的放大效率是需要解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种光放大器中的对泵结构，可以提高光放大器中的对泵结构的放大效率。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
一种光放大器中的对泵结构，所述对泵结构至少包括：
第一泵浦激光器，用于产生第一泵浦光；所述第一泵浦光经第一隔离器后，输入至第一合波器；
所述第一合波器，用于将输入的第一泵浦光和第一输入光信号耦合后输入至光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；
第二泵浦激光器，用于产生第二泵浦光；所述第二泵浦光经第二隔离器后，输入至第二合波器；
所述第二合波器，用于将输入的第二泵浦光输入至所述光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；
所述第一隔离器为斜8度角的光纤光栅；
和/或，所述第二隔离器为斜8度角的光纤光栅。
上述方案中，所述第一泵浦光的中心波长与所述第二泵浦光的中心波长之间的偏差小于第一阈值。
上述方案中，所述第一隔离器，还用于反射所述第二泵浦激光器产生的第二残余泵浦光；
和/或，
所述第二隔离器，还用于反射所述第一泵浦激光器产生的第一残余泵浦光。
上述方案中，所述第二合波器还用于：
对输入的第一输入信号进行耦合，并输出耦合后的第一输入信号。
上述方案中，所述第一泵浦光经第一隔离器后，输入至第一合波器包括：
所述第一泵浦激光器产生的第一泵浦光和第一残余泵浦光经过所述第一隔离器后，输入至所述第一合波器。
上述方案中，所述第二泵浦光经第二隔离器后，输入至第二合波器包括：
所述第二泵浦激光器产生的第二泵浦光和第二残余泵浦光经过所述第二隔离器后，输入至所述第二合波器。
上述方案中，所述光纤为掺铒光纤；
所述掺铒光纤包括单独一段光纤，或至少两段光纤级联而成。
如此，通过本申请实施例提供的光放大器中的对泵结构，通过使用斜8度光纤光栅作为第一隔离器和第二隔离器，进一步形成光放大器中的对泵结构的抗干扰器，避免第一残余泵浦光对第二泵浦激光器的影响以及第二残余泵浦光对第一泵浦激光器的影响，进而提升所述光放大器中的对泵结构的放大效率。并且，所述第一隔离器和第二隔离器是在第一泵浦激光器和第二泵浦激光器的外部设置的，无需在第一泵浦激光器和第二泵浦激光器中添加额外的隔离器，使光放大器中的对泵结构的光路简单，成本低、体积小。损耗小。
附图说明
图1为本申请实施例提供的光放大器中的对泵结构的一种可选结构示意图；
图2为本申请实施例提供的光放大器中的对泵结构的另一种可选结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
EDFA主要是对光通信技术领域中的光信号进行功率放大。980nm或1480nm的泵浦光与1550nm波段的光信号同时注入掺铒光纤，Er3+吸收泵浦光，受激辐射产生与光信号同频的光子，实现第一输入光信号信号功率放大。
相关技术中，影响EDFA放大效率主要有如下原因：掺铒光纤中掺杂的材料的比例、质量；输入光信号的波长。在EDFA中常见的光路结构中，常使用对向泵浦结构对泵浦光与光信号进行耦合。在对向泵浦结构中，如果波长相近的残余泵浦光进入对向泵浦激光器中，会在对向泵浦激光器中引起激光激射，可能导致泵浦激光器失效。在对向泵浦结构中，其中一个泵浦激光器失效会导致EDFA的放大效率降低；在对向泵浦结构中，全部泵浦激光器失效会导致 EDFA的放大效率变得更低。因此，残余泵浦光会影响EDFA的放大效率。
目前工程设计上只存在980nm泵浦光激光器和1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构，以及1480nm泵浦光激光器与1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构，两种对泵结构。1480nm泵浦激光器通过在尾端集成隔离器，实现980nm 泵浦光激光器与1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构和1480nm泵浦光激光器与1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构，避免激光激射；980nm泵浦光激光器尾纤上需刻写光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating，FBG)作外腔以对光谱作进一步处理，因而980nm泵浦光激光器封装上很难再集成隔离器。
现有的980nm泵浦光激光器与980nm泵浦光激光器形成的对泵结构中，通常在980nm泵浦光激光器输出端额外添加980nm隔离器实现对泵，导致损耗大，成本高，光路复杂。相比于980nm泵浦光激光器与980nm泵浦光激光器形成的对泵结构，980nm泵浦光激光器与1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构和 1480nm泵浦光激光器与1480nm泵浦光激光器形成的对泵结构放大功率有限，噪声偏大，成本较高。因而某些特定需求的EDFA光路中，必须使用980nm泵浦光激光器与980nm泵浦光激光器形成的对泵结构以同时满足功率与噪声需求。
基于目前980nm泵浦光激光器与980nm泵浦光激光器形成的对泵结构中存在的问题，本申请提出一种光放大器中的对泵结构，能够解决现有技术方案中无法解决的技术难题和缺点。
图1示出了本申请实施例提供的一种光放大器中的对泵结构的可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
本申请实施例提供一种光放大器中的对泵结构100，所述光放大器中的对泵结构100至少包括：
第一泵浦激光器101，用于产生第一泵浦光；所述第一泵浦光经第一隔离器102后，输入至第一合波器103。
所述第一合波器103，用于将输入的第一泵浦光和第一输入光信号耦合后输入至光纤001，以实现对所述第一输入光信号的放大。
第二泵浦激光器201，用于产生第二泵浦光；所述第二泵浦光经第二隔离器202后，输入至第二合波器203。
所述第二合波器203，用于将输入的第二泵浦光输入至所述光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大。
在一些实施例中，以第一输入光信号的传输方向作为主光路正向。所述第一输入光信号经由第一合波器103进入后，依次经过第一合波器103、光纤001 和第二合波器203后，抵达输出端。
在一些实施例中，所述第一泵浦光可以被称为正向泵浦光；所述第二泵浦光可以被称为负向泵浦光。
在一些实施例中，所述第一隔离器为斜8度角的光纤光栅；和/或，所述第二隔离器为斜8度角的光纤光栅。
在一些实施例中，所述第一泵浦光的中心波长与所述第二泵浦光的中心波长之间的偏差小于第一阈值。所述第一阈值可以是根据第一泵浦激光器和第二泵浦激光器的性能确定的，例如，所述第一阈值可以是4nm至7nm之间任一个值。
在一些实施例中，所述第一泵浦激光器101，还会产生第一残余泵浦光；所述第二隔离器202，还用于反射所述第一残余泵浦光。所述第一残余泵浦光包括：第一泵浦激光器生成的第一泵浦光经过光纤001后，没有被消耗的泵浦光，所述第一残余泵浦光的波长与所述第二泵浦光的波长之差小于第一阈值，所述第一残余泵浦光进入所述第二泵浦激光器201后，会引起激光激射，导致所述第二泵浦激光器201输出功率降低甚至失效，和/或，所述第二泵浦激光器 201，还会产生第二残余泵浦光；所述第一隔离器102，还用于反射所述第二残余泵浦光。所述第二残余泵浦光包括：第二泵浦激光器产生的第二泵浦光经过光纤001后没有被消耗的泵浦光；所述第二残余泵浦光的波长与所述第一泵浦光的波长之差小于第一阈值。所述第二残余泵浦光进入所述第一泵浦激光器 101后，会引起激光激射，导致所述第一泵浦激光器101的输出功率降低甚至失效。所述第一阈值可以是1nm至10nm之间任一个数值。
在一些实施例中，所述第一泵浦激光器101产生的第一泵浦光经过所述第一隔离器102后，输入至所述第一合波器103；所述第一泵浦光与所述第一输入光信号在所述第一合波器103进行耦合，然后沿着主光路正方向进入光纤001。所述第一泵浦光传播的方向为正向泵浦光路。所述第一残余泵浦光通过所述第二合波器203后，欲进入所述第二泵浦激光器201，但是由于第二隔离器202 的存在，所述第一残余泵浦光被反射，无法进入所述第二泵浦激光器201。所述第一残余泵浦光的中心波长与所述第二泵浦光的中心波长之间存在偏差，如果所述第二隔离器未反射所述第一残余泵浦光，由于所述第一残余泵浦光的中心波长与所述第二泵浦光的中心波长之间的偏差仅为几纳米，就会引起所述第二泵浦激光器201产生激光激射，进而导致所述第二泵浦激光器201输出功率降低甚至失效，影响第一输入光信号的放大效率。
在一些实施例中，所述第二泵浦激光器201产生的第二泵浦光经过所述第二隔离器202后，输入至所述第二合波器203；然后沿着主光路负方向进入光纤001。所述第二泵浦光传播的方向为负向泵浦光路。所述第二残余泵浦光通过所述光纤001和第一合波器103后，欲进入所述第一泵浦激光器101，但是由于第一隔离器102的存在，所述第一残余泵浦光被反射，无法进入所述第一泵浦激光器101。所述第二残余泵浦光的中心波长与所述第一泵浦光的中心波长之间存在偏差，如果所述第一隔离器102未反射所述第二残余泵浦光，由于所述第二残余泵浦光的中心波长与所述第一泵浦光的中心波长之间的偏差仅为几纳米，就会引起所述第一泵浦激光器101产生激光激射，进而导致所述第一泵浦激光器101输出功率降低甚至失效，影响第一输入光信号的放大效率。
在一些实施例中，在所述第一泵浦激光器101和所述第二泵浦激光器201 均为980nm泵浦光激光器的情况下，所述第一泵浦激光器101、第二泵浦激光器201、第一隔离器102、第二隔离器202、第一合波器301、第二合波器302 以及光纤001组成的光放大器中的对泵结构为980nm泵浦光激光器与980nm泵浦光激光器形成的对泵结构。
在一些实施例中，在所述第一泵浦激光器101和所述第二泵浦激光器201 均为1480nm泵浦光激光器的情况下，所述第一泵浦激光器101、第二泵浦激光器201、第一隔离器102、第二隔离器202、第一合波器301、第二合波器302 以及光纤001组成的光放大器中的对泵结构为1480nm泵浦光激光器与1480nm 泵浦光激光器形成的对泵结构。
在一些实施例中，所述光纤001可以是掺铒光纤，所述掺铒光纤为一段光纤，或至少两段光纤级联而成的光纤。所述光纤001，用于传输经由正向泵浦光路传输的由第一泵浦光和第一输入光信号耦合而成的第一光信号；和/或用于传输经由负向泵浦光路传输的第二泵浦光。所述经由正向泵浦光路传输的第一光信号在所述光纤001实现对所述第一输入光信号的正向放大；所述经由负向泵浦光路传输的第二泵浦光在所述光纤001实现对所述第一输入光信号的反向放大，所述第一输入光信号经正向放大和反向放大后，实现功率放大。
如此，通过本申请实施例提供的光放大器中的对泵结构，通过第一隔离器和第二隔离器作为光放大器中的对泵结构的抗干扰器，避免第一残余泵浦光对第二泵浦激光器的影响以及第二残余泵浦光对第一泵浦激光器的影响，提升所述光放大器中的对泵结构的放大效率。并且，所述第一隔离器和第二隔离器是在第一泵浦激光器和第二泵浦激光器的外部设置的，无需在第一泵浦激光器和第二泵浦激光器中添加额外的隔离器，使光放大器中的对泵结构的光路简单，成本低、体积小。损耗小。
图2示出了本申请实施例提供的一种光放大器中的对泵结构的另一种可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
在一些实施例中，所述光放大器中的对泵结构包括：光纤、第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、第一合波器、第二合波器、第一隔离器和第二隔离器。
在一些实施例中，所述光纤可以是掺铒光纤002，所述第一泵浦激光器可以是第一980nm泵浦光激光器301；所述第二泵浦激光器可以是第二980nm泵浦光激光器401；所述第一合波器可以是第一信号/泵浦合波器303，所述第二合波器可以是第二信号/泵浦合波器403；所述第一隔离器可以是第一斜8度角光纤光栅302、所述第二隔离器可以是第二斜8度角光纤光栅402。
在一些实施例中，将第一输入光信号的传输方向作为主光路正向。第一 980nm泵浦光激光器301输出的第一泵浦光经过第一斜8度角光栅(4-1)，在第一信号/泵浦合波器303处与第一输入光信号耦合，沿着主光路正方向进入掺铒光纤002，此为980nm泵浦对泵结构的正向泵浦光路；第二980nm泵浦光激光器401输出的第二泵浦光经过第二斜8度角光栅402，在第二信号/泵浦合波器403处与第一输入光信号耦合，沿着主光路负方向进入掺铒光纤002，此为 980nm泵浦对泵结构的负向泵浦光路2。
图2中，正向泵浦光路中的第一残余泵浦光经过第二斜8度角光纤光栅402 后，被第二斜8度角光纤光栅402最大程度的反射，难以抵达第二980nm泵浦光激光器401并对其造成干扰；同样的，负向泵浦光路中的第二残余泵浦光经过第一斜8度角光纤光栅302后，被所述第一斜8度角光纤光栅302最大程度的反射，难以抵达第一980nm泵浦光激光器301并对其造成激光激射。
如此，通过本申请实施例提供的光放大器中的对泵结构，采用斜8度角光纤光栅作为双980nm泵浦光激光器对泵结构的抗干扰器件方案，提升所述光放大器中的对泵结构的放大效率，且无需在980nm对向泵浦结构中添加额外的 980nm隔离器件，使得980nm对向泵浦结构光路简单。并且斜8度角光纤光栅制作工艺简单，体积小，成本低廉且插损小。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种光放大器中的对泵结构，其特征在于，所述光放大器中的对泵结构至少包括：
第一泵浦激光器，用于产生第一泵浦光；所述第一泵浦光经第一隔离器后，输入至第一合波器；
所述第一合波器，用于将输入的第一泵浦光和第一输入光信号耦合后输入至光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；
第二泵浦激光器，用于产生第二泵浦光；所述第二泵浦光经第二隔离器后，输入至第二合波器；
所述第二合波器，用于将输入的第二泵浦光输入至所述光纤，以实现对所述第一输入光信号的放大；
所述第一隔离器为斜8度角的光纤光栅；
和/或，所述第二隔离器为斜8度角的光纤光栅。
2.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，
所述第一泵浦光的中心波长与所述第二泵浦光的中心波长之间的偏差小于第一阈值。
3.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，
所述第一隔离器，还用于反射所述第二泵浦激光器产生的第二残余泵浦光；
和/或，
所述第二隔离器，还用于反射所述第一泵浦激光器产生的第一残余泵浦光。
4.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，所述第二合波器还用于：
对输入的第一输入信号进行耦合，并输出耦合后的第一输入信号。
5.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，所述第一泵浦光经第一隔离器后，输入至第一合波器包括：
所述第一泵浦激光器产生的第一泵浦光和第一残余泵浦光经过所述第一隔离器后，输入至所述第一合波器。
6.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，所述第二泵浦光经第二隔离器后，输入至第二合波器包括：
所述第二泵浦激光器产生的第二泵浦光和第二残余泵浦光经过所述第二隔离器后，输入至所述第二合波器。
7.根据权利要求1所述的对泵结构，其特征在于，
所述光纤为掺铒光纤；
所述掺铒光纤包括单独一段光纤，或至少两段光纤级联而成。
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