CN105514783A - 一种双向泵浦掺铒光纤放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双向泵浦掺铒光纤放大器，属于光纤通信领域，包括第一光隔离器、光检测器、第一光耦合器、正向泵浦光源、输入功率控制器、掺铒光纤、第二光耦合器、反向泵浦光源、输出功率控制器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器；输入光信号经第一光隔离器和第一光耦合器进入掺铒光纤；光检测器检测端接输入光信号；光检测器的输出端接输入功率控制器；输入功率控制器经正向泵浦光源接第一光耦合器；掺铒光纤输出端经第二光耦合器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器到输出光信号；输出功率控制器输出端经反向泵浦光源与第二光耦合器连接；使用正向泵浦光源和反向泵浦光源同时配合方式；解决现有掺铒光纤放大器输出功率不高的问题。

Description

一种双向泵浦掺铒光纤放大器
技术领域在
本发明涉及一种光纤放大器，特别是涉及一种双向泵浦掺铒光纤放大器。
背景技术
在光纤通信系统中，影响最大中继距离的两个重要传输特性是光纤线路上的损耗和色散；为了保证长途光缆干线上传输质量的可靠性，就需要在线适当位置设立光纤放大器。目前常规的光纤放大器有掺铒光纤放大器和拉曼分布式放大器。
掺铒光纤放大器是对信号光放大的一种有源光器件，已经成为光纤通信系统中的关键设备。掺铒光纤放大器能够有效补偿信号光在长距离传输和分波造成的衰减，极大的推动了光纤通信系统的发展。
目前使用比较多的是掺铒光纤放大器。光纤放大器主要实现光信号的放大，输出用户所需的功率，能以泵浦光源输入一定功率输出更高的功率，达到更好的放大效果，而传统光纤实现的功率控制不是很好，输出功率往往不高。
发明内容
本发明提供一种双向泵浦掺铒光纤放大器，解决现有掺铒光纤放大器输出功率不高的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
一种双向泵浦掺铒光纤放大器，包括第一光隔离器、光检测器、第一光耦合器、正向泵浦光源、输入功率控制器、掺铒光纤、第二光耦合器、反向泵浦光源、输出功率控制器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器；
输入光信号经第一光隔离器和第一光耦合器进入掺铒光纤；光检测器检测端接输入光信号；光检测器的输出端接输入功率控制器；输入功率控制器经正向泵浦光源接第一光耦合器；掺铒光纤输出端经第二光耦合器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器到输出光信号；输出功率控制器输出端经反向泵浦光源与第二光耦合器连接。
优选的，所述掺铒光纤中有两点离子注入点，所述离子注入点注入的是铒离子，浓度为25nm/kg。
优选的，所述正向泵浦光源输出的光波与输入光信号方向相同，反向泵浦光源输出的光波与输入光信号方向相反。
优选的，所述正向泵浦光源和反向泵浦光源均为半导体激光器，输出功率为10-120mW。
优选的，所述第一光耦合器和第二光耦合器均为波分复用器。
本发明的优点与效果是：
本发明提供一种双向泵浦掺铒光纤放大器，使用光检测器检测输入光信号的损耗程度，将检测数据传给输入功率控制器，输入功率控制器控制器根据光检测器的检测数据进一步控制正向泵浦光源的光波功率；输出功率控制器进一步控制反向泵浦光源的光波功率，通过正向泵浦光源和反向泵浦光源的工作配合，能进一步提高输出功率；解决现有掺铒光纤放大器输出功率不高的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
一种双向泵浦掺铒光纤放大器，如图1所示，包括第一光隔离器、光检测器、第一光耦合器、正向泵浦光源、输入功率控制器、掺铒光纤、第二光耦合器、反向泵浦光源、输出功率控制器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器；
输入光信号经第一光隔离器和第一光耦合器进入掺铒光纤；光检测器检测端接输入光信号；光检测器的输出端接输入功率控制器；输入功率控制器经正向泵浦光源接第一光耦合器；掺铒光纤输出端经第二光耦合器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器到输出光信号；输出功率控制器输出端经反向泵浦光源与第二光耦合器连接。
输入光信号经第一光隔离器进入第一光耦合器与正向泵浦光源发出的光波进行耦合，其中，正向泵浦光源发出的光波功率大小由输入功率控制器进行控制；输入功率控制器的控制信号由光检测器检测输入光信号来进一步确定的，形成很好的闭环功率控制，使掺铒光纤放大器具有功率智能控制功能。
在掺铒光纤中有两点离子注入点，这两点将掺铒光纤分为三段，在正向泵浦光源的的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子反转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。
掺铒光纤中离子注入点注入的是铒离子，浓度为25nm/kg，铒离子在没有受任何激励的情况下，处在低能级上，当正向泵浦光源的激光不断激发掺铒光纤时，处于低能级的铒离子获得能量就会向高能级跃迁。
当光信号进入第二光耦合器时，反向泵浦光源发出反向光波与光信号进行耦合，进一步提高输出光信号的功率。
正向泵浦光源和反向泵浦光源均为半导体激光器，输出功率为10-120mW，工作波长为0.98纳米，能更好达到增益高，噪声小的效果。
第一光耦合器、第二光耦合器将输入光信号分别和正向泵浦光源、反向泵浦光源输出的正向光波、反向光波混合起来的无源光器件，均采用波分复用器。
掺铒光纤是一段长为10-100米的掺铒石英光纤，用于光信号放大，是实现光信号放大器的重要器件。
第一光隔离器和第二光隔离器用于防止反射光影响放大器的工作稳定，保证光信号只能正向传输的器件。
光滤波器的作用是滤除光放大器的噪声，降低噪声对放大器的影响，提高光纤通信系统的信噪比。
色散补偿器主要用于补偿光信号由于色散而减弱部分，提高信号传输的质量。
本发明提供一种双向泵浦掺铒光纤放大器，使用光检测器检测输入光信号的损耗程度，将检测数据传给输入功率控制器，输入功率控制器控制器根据光检测器的检测数据进一步控制正向泵浦光源的光波功率；输出功率控制器进一步控制反向泵浦光源的光波功率，通过正向泵浦光源和反向泵浦光源的工作配合，能进一步提高输出功率；解决现有掺铒光纤放大器输出功率不高的问题。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。

Claims (5)

1.一种双向泵浦掺铒光纤放大器，其特征在于：包括第一光隔离器、光检测器、第一光耦合器、正向泵浦光源、输入功率控制器、掺铒光纤、第二光耦合器、反向泵浦光源、输出功率控制器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器；
输入光信号经第一光隔离器和第一光耦合器进入掺铒光纤；光检测器检测端接输入光信号；光检测器的输出端接输入功率控制器；输入功率控制器经正向泵浦光源接第一光耦合器；掺铒光纤输出端经第二光耦合器、第二光隔离器、色散补偿器和光滤波器到输出光信号；输出功率控制器输出端经反向泵浦光源与第二光耦合器连接。
2.根据权利要求1所述的一种双向泵浦掺铒光纤放大器，其特征在于：所述掺铒光纤中有两点离子注入点，所述离子注入点注入的是铒离子，浓度为25nm/kg。
3.根据权利要求1所述的一种双向泵浦掺铒光纤放大器，其特征在于：所述正向泵浦光源输出的光波与输入光信号方向相同，反向泵浦光源输出的光波与输入光信号方向相反。
4.根据权利要求1所述的一种双向泵浦掺铒光纤放大器，其特征在于：所述正向泵浦光源和反向泵浦光源均为半导体激光器，输出功率为10-120mW。
5.根据权利要求1所述的一种双向泵浦掺铒光纤放大器，其特征在于：所述第一光耦合器和第二光耦合器均为波分复用器。
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