CN1081838C - 光纤放大器 - Google Patents

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Abstract

一种光纤放大器，包括一个滤光器、一个抑制反射光回流的光隔离器、和一个供监控输出信号强度的输出端接头，其特征在于，滤光器耦合在光隔离器与输出端接头之间从而只让特定波长带通过。

Description

光纤放大器
本发明涉及光发送设备接收端使用的一种光纤前置放大器，更具体地说，涉及具有使输出波长与光源波长一致的滤光器的一种光纤前置放大器。
通常，光发送设备接收端使用的一般光纤前置放大器采用滤光器将光的波长改变成窄带从而使输出波长与光源的波长一致。
一般调谐滤光器的方法有两种，一种是手动调谐法，采用光谱分析仪，另一种是自动调谐(自动跟踪)法，滤光器的波长随着光源波长的变化自动调整。
最近，光纤放大器采用光纤光栅滤光片。上述具有手动调谐的内装滤光器的光纤放大器安装在光发送网络中时，光发送器的信号波长带是通过测定和调整到滤光器波长而加以利用的。此外，上述自动跟踪法是由光纤放大器鉴别光源的波长、滤光器波长自动调整到光源波长的方法，实际上难以实现，而且采用这种自动跟踪法的光纤放大器没有商品化生产。
此外，光纤栅滤光片系统制造得使其具备这样的特性，即通过令强而短的激光束通过光纤光栅的小孔眼只反射或滤除特定波长的光。上述光纤光栅滤光片利用部分由大量吸收紫外线的锗构成的光纤心的特性，从而使光在纤心内的折射率在锗暴露在干涉花纹似的激光束时变化，因而光栅在纤心本身中形成，起滤光片的作用。
图1示出了现有技术采用窄波长带滤光器的一般光纤前置放大器。参看图1，光纤前置放大器包括：接收来自光发送器的光信号的输入端接头1a、第一光隔离器2a、光波长耦合器3、充有稀土元素铒的光纤4、第二光隔离器2、光电变换器6、激射光源7、自动调谐装置和电气电路20、激射光源驱动器和监视电路8、滤光器21和输出端接头1。
这样采用一般窄波长带滤光器21的光纤放大器不能长时间保持滤光器的波长带，而且会发生波长转移至纳米级的现象。
此外，由于光源的波长本身变化很大，因而一般的窄波长带法不适用于要求长期可靠的光通信网络，而且其实施方法复杂。就是说，这种方法有这样的问题，即窄带滤光器的中心波长值必须按长度单位手动或自动调节到光发送器光源的中心波长。此外，为自动调节到光源的波长，可调谐滤光设备的大小变得比EDFA(掺铒光纤放大器)模块大，因而自动调节波长带的自动跟踪法难以适应高密度传输设备组合件。此外，可调谐光纤采用低转速电动机，波长值因光纤本身变质而变得不一致，还有滤光器波长因上述电动驱动电路调节值的变化而微量变化，这一切都影响了长期的可靠性，这是我们不希望有的。至于采用基于低电压压电调节器原理的微孔控制的可调节法布里-珀罗标准滤光器，光纤放大器的放大增益特性在输出波长随电路电压因电滞后现象的变化而细微变化时发生变化。
上述光纤光栅滤光片利用部分由大量吸收紫外线的锗构成的光纤心的特性，因而若锗暴露在干涉花纹般的激光束，纤心内的光折射率发生变化，从而光栅在纤心本身内形成，起滤光器的作用。于是，引起反射和串扰方面的损失，同时锗受到高性能泵LD二次扩散的作用，从而使窄带滤光器的初始机能长期下降。
因此，本发明的目的是提供一种个最大限度减小波长转移现象，提高可靠性的滤光器的光纤放大器。
本发明的另一个目的是提供一种具最大限度地减小功耗并使工作稳定的滤光器的光纤放大器。
本发明提供的一种光纤放大器，包括一个滤光器、一个用以抑制反射光回流的光隔离器和一个供监控输出信号强度的输出端接头，所述滤光器耦合在所述光隔离器与输出端接头之间，使其只让特定的波长带通过，其特征在于，所述特定波长带为大约1540纳米-1560纳米的波长带，所述光隔离器被覆有滤光片，因而兼备宽带滤光器和光隔离器的功能。
现在参看附图仅以举例的方式更具体地说明本发明的内容。
图1是现有技术采用窄波长带滤光器的前置光纤放大器的结构方框图；
图2是本发明采用宽波长带滤光器的新型前置光纤放大器的结构方框图；
图3是本发明在线式宽带滤光器结构的示意图；
图4是本发明另一实施例的在线式宽带滤光器的结构示意图；
图5示出了本发明的内装在光隔离器中的复合滤光元件。
参看图2，本发明的光纤前置放大器包括输入端接头1a、第一光隔离器2a、光波长耦合器3、充有稀土元素铒的光纤4、第二光隔离器2、光电变换器6、激射光源7、激射光源驱动和监控电路8、宽带滤光器5和输出端接头1。
宽带滤光器5可按在线式装在光纤放大器内，熔接在光隔离器2与光接头1之间或者将光隔离器2a的透镜敷上干涉滤光材料，从而制成兼备滤光和光隔离功能的多功能元件，装入光纤放大器中。
滤光器设计成可让加到可用作光纤前置放大器的光纤放大器的1530纳米-1560纳米波长的光通过，从而无论光源波长的大小如何都可在光发送器上用作光纤前置放大器。
上述光纤放大器采用宽带干涉滤光片，因而可以放大波长在1540纳米-1560纳米的光信号和滤除ASE(放大的自发发射)信号，对1520纳米-1540纳米波长的放大作用高，因而对通信有利。
参看图3和图4。图3的宽带滤光器5装在前置光纤放大器中。滤光器13的聚合物膜上预形成有宽带滤光被覆层，因而可让1540-1560纳米波长的光信号通过。滤光器13插入两个彼此用一个套管11连接起来的光套筒10之间之后，进行光轴的校直工作，再将宽带滤光器封装入壳体12中。另一种制造方法是将膜式宽带滤光器13装入光套筒10中心。
参看图5。现有的光隔离器2插入光纤放大器后对反射光的逆流起截止作用，因而光纤放大器由光分离器和滤光复合元件组成。用在充铒光纤后面的光隔离器是将宽带膜直接被覆在透镜14上制造出来的。
采用宽带滤光器时，光前置放大器的放大效率比采用窄带滤光器时差。但即使采用窄带滤光器时，信号输出也必须通过抑制借助+10分贝米级衰减器输出的强信号的放大增益调节得使其适应发送设备接收端处接收元件的性能。因此，放大效率无关重要，而为了提高滤光器的可靠性，可以采用宽带滤光器调节窄带滤光器可调谐的滤长带，使其与光源相适应。此外，自动调谐器和窄带滤光器电路的功耗大大减小了，光纤放大器的电路简化了，从而提高了电路的稳定性。

Claims (4)

1.一种光纤放大器，包括一个滤光器、一个用以抑制反射光回流的光隔离器和一个供监控输出信号强度的输出端接头，所述滤光器耦合在所述光隔离器与输出端接头之间，使其只让特定的波长带通过，
其特征在于，所述特定波长带为大约1540纳米-1560纳米的波长带，
所述光隔离器被覆有滤光片，因而兼备宽带滤光器和光隔离器的功能。
2.如权利要求1所述的光纤放大器，其特征在于，所述滤光器是宽带干涉被覆滤光片式的。
3.如权利要求1所述的光纤放大器，其特征在于，所述滤光器插在一个光套筒和一个套管之间或直接被覆在光套筒的一部分上。
4.如权利要求1所述的光纤放大器，其特征在于，所述滤光器插在套筒的一个槽口中。
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