CN1122343C - 光放大器 - Google Patents

Abstract

一种光放大器包括一泵激光源、多个用于利用该泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；以及多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号，其中当用于信道的光信号具有不同的功率时，该对于各信道的光信号被通过在不同部位以不同的放大增益放大和反射所均衡。在具有大损耗的系统中，不同波长光信号被在不同部位反射，并由增益介质所放大，从而使可以使功率均衡。

Description

光放大器

技术领域

本发明涉及一种光放大器，特别涉及一种能够均衡具有不同波长光信号的功率的光放大器。

背景技术

光放大器在通信系统中具有广泛的应用前景。当大量数据通过光纤不需要再生地进行远距离传输时，用铒掺杂光纤放大器(EDFA)定期地放大光信号，以补偿由于远距离传输而造成的光信号的衰减。波分多路复用(WDM)代表一种解决这些问题的方法。在WDM中，大量数据通过几个具有不同的波长的载波发送，从而提高传输的速度和容量。

假设一个光载波代表一个信道，表示信号强度的光功率可以在不同的信道中各自不同地变化。如果信号被衰减并在光放大器中反复放大，或如果信号通过光网中不同的路径传输，这些功率的差别可以非常大。

功率差别的可能原因如下：

(1)在不同信道中增益的不同。更进一层的困难在于，如果光放大器(如，EDFA)的增益一致性地扩大和改变，在不同波长处的增益的改变量不同。在此，一致性地扩大表示在理想原子的位置处填充增益介质中的所有离子，即通过斯塔克谱线磁裂效应把每个离子引入理想能级。另外，由于增益级别可能随着时间而变化，所以难以或甚至不可能得知光放大器所工作的增益级别。另外，现在已有不管波长和信道如何而被增益平整或增益均衡的EDFA，包括独立于工作条件而被增益平整和增益均衡的EDFA。但是，该增益的平整和均衡情况不够理想。在具有许多串联光放大器的系统中，即使在信道之间有微小的增益差别也是有害的，这会导致功率的显著差别。

(2)由于放大器之间的损耗引起的信号衰减在不同信道中可能不同，这导致功率的显著不同。对于放大来说，衰减也可能随着时间而改变，这种改变在不同的信道或波长中可能不同，这是不可预测的。

可以得出这样的结论，对于大多数工作条件来说不太可能同时为几个波长的衰减补偿增益(相反，对于单波长系统来说，只要衰减不超过从光放大器所能获得的增益，在某些波长可以自动补偿增益)。由于放大器之间的衰减可能因为不同原因随着波长不同而改变，所以对几个波长的衰减补偿增益相当困难。这些原因有：接头老化、功率分路器或其他光学元件与传输路径的合并、色散补偿光纤的合并、以及增加的微带损耗。实际上，由于信号功率的损耗与波长之间的依赖关系不确定，对信号功率的预测也不确定，从而不可能在放大器之间损耗改变时，保证象EDFA这样的一致性地扩大增益的放大器具有平坦的增益。

即使增益和损耗对所有信道来说总是平衡的，也就是说，即使对所有信道来说增益和损耗的和为0dB，也不能保证在所有信道中的功率相等。功率不等的原因如下：

(1)施加于该系统的信号功率可能因波长的不同而不同。

(2)不同的信号可能通过在复杂网络中按选定路线经不同的信道传输。当该信道从新合并时，它们的功率一般互不相同，除非对各个信道采用某种形式的功率控制。

(3)可以用可调节的光分接头，这可减少信道选择的不可预见性。

在许多应用中，如果光放大器可以使不同信道的功率相等(自动功率均衡)而不是使增益相等。至少，功率差别可以保持在一定的限度之内。这需要在该限度之外的具有低输入功率的信道增益应高于具有限度内功率的信道增益。

商用EDFA不能使波分多路复用之间的差别均衡，因为该EDFA光纤在室温(常温)下是一致性地扩大增益的。结果，在一个波长处的增益几乎与所有其他波长处的增益相同。因此，不能说高功率信道的增益小于低功率信道的增益。换句话说，增益取决于信道的波长。

相反，在非一致性地扩大增益的放大器中，在某一波长处的增益部分地独立于在其他波长处的增益。在此，非一致性地扩大增益意味着对各个发射激光的离子斯塔克谱线磁裂分支改变。在远程波分多路复用中，只要在其他波长处的增益不受影响，至少在一定程度上不受影响，如果信号功率在某一波长处变大，则该信号增益在该波长处的增益减小。这称为增益压缩或增益饱和。另一方面，如果在另一个波长有一个强的增益压缩，则在该第一波长的增益仍然保持为高。

现在人们已经提出几种使波分多路复用功率之间的差别均衡的方法。

一种方法是通过把增益介质(即，一种铒掺杂光纤)冷却到非常低的温度实现的。通过把铒掺杂光纤冷却到液氮温度，可以在本质上非一致地扩大铒增益，结果减少铒线宽的一致性。尽管据报道该方法效果良好，但是用于冷却所增加的设备复杂性是该方法的一大缺点。

在其他方法中，铒增益可以保持基本上且一致地扩大，该EDFA增益可以通过在EDFA的其他部分放大其他信号的波长使得该EDFA增益可以非一致地作为一个整体放大。因此，该EDF可以在室温下工作。以使用双芯EDFA的方法为例，由不同波长的光所通过的路径在空间上是相分离的，因此，尽管在增益介质中的每一点处的增益主要是一致性地扩大，增益介质的增益可以作为一个整体有效地非一致性地扩大。该方法也有一些缺点。如，双芯EDFA比单芯EDFA产生的噪声更多，可能会出现不希望有的偏振(极化)关系，有相当大的功率损耗，并且双芯光纤的生产比较困难。

在另一种方法中，用于不同信道的波长可以通过波长选择耦合器(WSC)分离，并在不同的EDF中放大。对应于非一致性地扩大的不同增益的信道可以相互分离。这种方法的缺点是使放大器变得复杂，并且泵激功率也不能有效利用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够在饱和状态下工作的光放大器，因为在不同的波长光信号在不同位置反射，并被增益介质放大，通过使不同大损耗系统中(例如，用于远程传输的系统)的波分复用信道之间的功率差变得均衡以实现低损耗的远程传输。

相应地，为了实现上述目的，在此提供一种光放大器，其中包括一泵激光源；多个用于利用该泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；多个分别连接到光栅，以给通过光栅的光信号造成损耗的带通滤波器，其中当用于信道的光信号具有不同的功率时，该对于各信道的光信号功率被通过在不同部位以不同的放大增益放大和反射的光信号所均衡。

为了实现上述目的，在此提供一种光放大器，其中包括一泵激光源；一用于利用该泵激光源产生的泵激光放大连续谱光信号的光纤；一用于根据不同波长在不同部位反射所放大的连续谱光信号，并把所得结果输出到光纤放大器的线性调频光栅；该线性调频光栅在其上游部分包括一长周期光栅，用于在反射时使光信号减弱，其中当连续谱光信号的功率在不同波长处各不相同时，该光信号功率被通过在不同部位的不同放大增益放大和反射所均衡。

为了实现上述目的，在此提供一种光放大器，其中包括一泵激光源；一用于利用该泵激光源产生的泵激光放大连续谱光信号的光纤；一用于根据不同波长在不同部位反射所放大的连续谱光信号，并把所得结果输出到光纤放大器的线性调频光栅；该线性调频光栅在其上游部分包括一炫耀光栅，用于在反射时使光信号减弱，其中当连续谱光信号的功率在不同波长处各不相同时，该光信号功率被通过在不同部位的不同放大增益放大和反射所均衡。

为了实现上述目的，在此提供一种包括第一功率均衡放大单元的光放大器，所述第一功率均衡放大单元包括一泵激光源；多个用于利用泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；多个分别连接到用以使该通过光栅的光信号发生损耗的光栅的装置，其中每个所述装置是带通滤波器，衰减器或掺铒光纤中的一种，其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

为了实现上述目的，在此提供一种包括第一功率均衡放大单元的光放大器，所述第一功率均衡放大单元包括一泵激光源；多个用于利用泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；用于在不同位置以不同波长反射该放大的连续谱光信号，并将结果输出到光纤放大器的线性调频光栅，其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

附图说明

通过参照附图具体说明本发明的最佳实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，附图说明如下：

图1为根据本发明的第一实施例的光放大器的方框图；

图2A和2B表示当四个信道的信号在图1中的功率均衡放大单元中传输时的信道功率变化图；

图3A-3D表示对于图2所示的例子的增益和噪声图；

图4为本发明第二实施例的方框图；

图5为本发明第三实施例的方框图；

图6为用于均衡根据本发明的连续谱光信号的功率的光放大器。

具体实施方式

图1为带有级联的纤维光栅的光放大器的方框图。该光放大器包括一前置放大器100、一前置滤波器110、一光循环器120、一功率均衡放大单元130、一信道监视器140、一后置滤波器150、以及一后置放大160。

该前置放大器100和前置滤波器110对输入的多信道光信号进行放大和带通滤波。光循环器120把放大和滤波后的光信号输出到功率均衡放大单元130，并接收返回的功率被该功率均衡放大单元130均衡和放大后的光信号，并把所接收信号输出到后置滤波器150和后置放大器160。该后置滤波器150和后置放大器160分别对该功率均衡的多信道光信号进行带通滤波和放大。连接到该功率均衡放大单元130的信道监视器140显示出每个信道的添加/撤消状态。

该功率均衡放大单元130包括多个EDF170-175、多个带通滤波器181-184、多个布拉格光栅191-194，每个布位格光栅具有1nm的反射带宽以及5nm的光栅间反射波长间隔、以及用于EDF放大的泵激二极管131和132。

对于具有这种结构的功率均衡放大单元130可以获得如下放大增益。如果L_k表示第K条EDF的长度、f_k(λ)[dB]表示第K条光纤的衰减g_k ^*(λ)[dB/m]表示在第K条EDF中的总体反转增益、以及α_k(λ)[dB/m]表示第K的小信号的吸收谱(理论上g_a ^*和α_a与g_b ^*和α_b不同，但是假设它们是相同的)。特别地，当把两种不同类型的EDF结合为一个混合EDF时，假设这两种EDF相同是有用的。功率均衡放大单元130在各波长λ_i处的增益G_i可以由下列方程1表达： $G_i=2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}[(g_k^{*i}+{\mathrm{\α}}_k^i)n_{2,k}-{\mathrm{\α}}_k^i]L_k-f_k^i$ $=2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}[g_{p-p,k}^{*i}{n}_{2,k}-{\mathrm{\α}}_k^i]L_k-f_k^i---\left(1\right)$ 当给定f_k(λ_i)≡f_k ⁱ、给定g_p-p，k≡g_k ^*+α_k表示增益飘移、以及n_2，k表示在第K条EDF中被激发的铒离子的比率。

为简单起见，假设所有EDF都相同，每个EDF的增益飘移g_p-p，k≡g_k ^*+α_k都相同，则方程1可以表示为： $G_i=2g_{p-p,k}^i\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{n}_{2,k}{L}_k-{2\mathrm{\α}}^i\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{L}_k-2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{f}_k^i$ $=2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}[g_{p-p}^i{n}_{2,k}-{\mathrm{\α}}^i]L_k-f_k^i---\left(2\right)$

在具有这种增益的放大器中，n_2，k随着放大器扰动的变化量为Δn_2，k，则增益的改变如方程3所示： $\mathrm{\Δ}{G}_i=2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^i\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k=2g_{p-p}^i\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k---\left(3\right)$ 其中第二表达式表示EDF相同的情况。两个波长λ_i和λ_j之间的增益改变之差Δ²G_ij由下列方程4表示： ${\mathrm{\Δ}}^2{G}_{\mathrm{ij}}=\mathrm{\Δ}{G}_j-\mathrm{\Δ}{G}_i$ $=2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^j\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k-2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^i\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k---\left(4\right)$ $=2\underset{k=i+1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^j\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k-2\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^{\mathrm{ij}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k$ 其中Δg_p-p，k ^ij≡g^j _p-p，k-gⁱ _p-p，k

如果EDF都相同并且i小于j，方程4变为下列方程5： ${\mathrm{\Δ}}^2{G}_{\mathrm{ij}}=2g_{p-p}^j\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k-2g_{p-p,k}^i\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k---\left(5\right)$ $=2g_{p-p}^i\underset{k=i+1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k-2g_{p-p,k}^{\mathrm{ij}}\underset{k=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k$

如方程5所示，如果使用不同类型的EDF，可以获得更好的功率均衡。如果不使用图1中的滤波器181-184，光栅可以直接形成于EDF上，从而可以用EDF简易形成光栅。为了便于理解，假设Δg^ij _p-p，k＝0。方程5变为下列方程6： ${\mathrm{\Δ}}^2{G}_{\mathrm{ij}}=2\underset{k=i+1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{p-p,k}^j\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k=2g_{p-p}^j\underset{k=i+1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{n}_{2,k}{L}_k---\left(6\right)$ 其中第二等号用于相同的EDF。

随着波长间增益的改变(与方程6所示相同)，当几个信道的光信号被输出到均衡放大单元130，如果第一信道比其他信道的功率小，对该信道的放大必须比其他信道的放大程度更大。假设i是低功率信道，j是高功率信道，因为对i比对j的增益压缩小，所以Δ²G_ij小于0。

在方程4的第二表达式中，Δ²G_ij被分为两项：第一项对应于对一个信道的增益压缩的改变量；第二项对应于对两个信道的增益压缩的改变量之差。如果Δ²G_ij为0，则第二项消失，方程4变成方程6。功率均衡放大单元130由于对EDF的选择不同而受到一定程度的影响，所选择的EDF的增益对于通过EDF光栅级联的波长比普通EDF的增益压缩更快或更慢。上述第二项对功率均衡放大单元没有作用，并且如果它为0，则第一项对应于在通过该EDF光栅级联的波长处的信号所受到的增益。这需要考虑下列四种情况。

第一种情况是当在功率均衡放大单元中传输最远的信道具有最强的信道功率。在这种情况下，传输最远的光信号对以前的EDF的增益压缩量相等，并且被再次压缩于不通过其它波长的EDF(如，附图标记175)中。因此，对传输最远的信号的增益的压缩比对其他波长的信号的增益压缩程度更大。如果i小于j，则j条信道的功率加大，在这种情况下在所有的EDF中n_2，k减小，因此Δn_2，k小于0。该数值相对于k减小(i＜k≤j)，因此g_p-p和L都大于0。相应地，方程6中的Δ²G_ij小于0。

第二种情况是当被功率均衡放大单元的前端部分所反射的信道具有最弱的光信号功率。在这种情况下，所得结果正好与第一种情况相反。

第三种情况是被功率均衡放大单元的前端部分反射的信道具有最强的光信号功率。在这种情况下，每个光信号压缩位于该前端部分的EDF(如，附图标记172)的增益，其它未被反射的信号通过后续的EDF。已穿过前端的EDF的信号的功率变小，并且在后续的EDF中的增益压缩也减小。穿过该后续EDF的信道的增益部分地从在前端EDF减小的增益的基础上增加。因此，强信号使其它信道和它自身的信道在前端EDF的增益减小。但是，其它信道增益部分地在后端EDF增加。

第四种情况是在功率均衡放大单元中传输最远的信道具最弱的光信号功率的情况。在这种情况下，其结果正好与第三种情况的结果相反。

在上述情况中，考虑功率均衡最差的情况，光方程式的第二项不被设为0时，由每个光栅191-194所引起的波和反射可以被确定，以在所有可能情况下实现功率均衡。

在要被这些光栅所反射的波长处的光信号传输(即，未被反射)是可以忽略的，因为光栅191-193具有足够高的反射率。

滤波器182-184可以由衰减器或掺杂有钐离子(Sm³⁺)的EDF所代替，并用于两个目的。第一，它们可以对光谱整形，使得在特定的EDF光栅(在下文中称为片段)中某一特定的信道功率占主要地位。因此，在这些片段中的增益压缩由该信道的功率所控制。第二，滤波器使在所有EDF中的总增益高于该功率均衡放大单元的净增益，从而促进功率均衡。

多个光纤171-175可以为相同的EDF或用于提高性能的不同的光纤。也就是说，在以特定波长占主要的地位的特定片段中，通过选择，使在波长处的EDF的增益飘移为高，而在其他信道波长在该片段中的增益飘移为低的光纤的性能提高。例如，可以在多个信道中以最短波长和信道为主的片段中使用硅酸磷EDF或硅酸铝磷EDF。可以在次长波长信道为主的片段中使用硅酸锗EDF。可以在以长波长信道为主的的片段中使用硅酸铝EDF。在此，可以在各EDF中添加钐元素以使各EDF产生损耗。

图2表示当信号在不同EDF中传输并由图1中的功率均衡放大单元的各光栅所反射或穿过该光栅时的信道功率变化情况。图2A表示在正常条件下的实验结果，图2B表示当输入功率在1550.1nm处约有3dB时的实验结果。在该图的上沿数字表示在特定片段中所激发的铒离子(Er³⁺)的比率例。线段1、2、3和4表示分别具有波长1545.3nm、1550.1nm、1554.0nm及1559.8nm的信道的输入功率。在信道1中，增益减小量约为1.74dB。信道2、3和4的增益的降低量分别为0.18dB、1.2dB和0.7dB。

图3表示对于这四个信道输入到图1中的光放大器内的噪声值。一个信道的输入功率在-17dBm附近变化，而其它三个信道的输入功率在每种情况中都保持为-17dBm。另外，线段1、2、3和4表示分别具有波长1545.3nm、1550.1nm、1554.0nm、及1559.8nm的信道的输入功率。在每幅图中，上端的信道线表示增益，下端的信道线表示噪声值。该数值表明信道1、2、3和4的输入功率分别在图3A至3D中变化，其它三个信道的信号功率是这样确定的。如上文所述，当一个信道的输入功率被改变而其它信道的输入功率保持不变，在每幅图中该具有改变的输入功率的信道增益被调整以使信道功率均衡。

图4表示本发明的第二实施例，如图4所示，光放大器包括一个前置放大器400、一个光循环器402、一个第一功率均衡放大单元404、一个第二功率均衡放大单元406、以及一个后置放大器408。

该前置放大器400放大输入光信号，该光循环器402把放大后的光信号输出到第一功率均衡放大单元404。由该第一功率均衡放大单元404所放大的光信号被再次通过光循环器402输入到第二功率均衡放大单元406。由第二功率均衡放大单元406所放大的光信号被再次通过光循环器402输入到后置放大器408。该后置放大器408再次放大所输入的信号。

该第一和第二功率均衡放大单元404和406具有与图1中所示的功率均衡放大单元130相同的结构。在此，第二功率均衡放大单元406的光栅分布不同于第一功率均衡放大单元404的光栅分布。例如，第一功率均衡放大单元404的光栅1、2、3和4依次反射不同波长的光信号，第二功率均衡放大单元406的光栅可以按2-3-4-1、3-4-1-2、4-1-2-3、4-2-1-3、4-2-3-1、1-3-2-4或3-1-4-2的次序排列。

图5表示本发明的第三实施例。如图5所示，一个光放大器中包括一第一循环器500、第一功率均衡放大单元502、一通信光纤504、一第二光循环器506、以及第二功率均衡放大单元508。

第一光循环器500把输入光信号输出到第一功率均衡放大单元502，并接收由第一功率均衡放大单元502所均衡和放大后的光信号功率并把它通过通信光纤504输出到下一端口。第二循环器506通过通信光纤504把光信号输出到第二功率均衡放大单元508，并接收由第二功率均衡放大单元508所均衡和放大后的光信号功率并把它通过通信光纤504输出到下一端口。

该第一和第二功率均衡放大单元502和508具有与图1中所示的功率均衡放大单元130相同的结构，它们在光栅分布上互不相同，类似于图4中的情况。

图6为根据本发明的用于对连续谱光信号进行功率均衡的光放大器结构。如图6所示，一个光放大器包括一前置放大器600、一前置滤波器610、一光循环器620、一功率均衡放大单元630、一信道监视器640、一后置放大器650、以及一后置放大器660。

前置放大器600和前置滤波器610对连续谱光信号进行放大和带通滤波。该光循环器620把放大和滤波后的光信号输出到功率均衡单元630，并接收回由该功率均衡放大单元630功率放大后的光信号并把所接收信号输出到后置滤波器650。该后置滤波器650和后置放大器660对该功率均衡后的连续谱光信号进行带通滤波和放大。信道监视器640连接到功率均衡放大单元630，并显示信道的添加/撤消状态。

功率均衡放大单元630包括一EDF631、一带通滤波器632、一线性调频光栅633、一第一泵激二极管634、以及一第二泵激二极管635。

该线性调频光栅633在光栅的不同部位反射连续波段的光信号。在此，反射波长带为20nm，其长度为1nm。当光信号被线性调频光栅反射时，该线性调频光栅在其上端部位包括一个长周期光栅或炫耀光栅以使该光信号减弱。最好EDF631也具有损耗。例如，可以用掺杂有钐元素的光纤。

但是，由于线性调频光栅通常会使光信号发生色散，例如可以用两个相同且方向相反的线性调频光栅补偿这种色散。

功率均衡放大单元630可以用于图4和5中所示的光纤的功率均衡放大单元404、406、502和508。在这种情况下，用于光放大器中的功率均衡放大单元的两个线性调频光栅可以在相反方向被线性调频。

在本说明书中所公开的所有特征、方法或工艺步骤除了相互排斥的以外可以相互结合。在本说明书公开的实施例可以用其他能够实现相同、等价或相似目的的实施例所代替。因此，每个所公开的实施例只是为了举例说明，本发明不限于上述实施例。

根据本发明，在有损耗系统中，如用于远程传输的系统，不同波长的光信号被在不同部位反射并由增益介质所放大，从而可以使功率变得均衡。另外，用于光信号传输的光放大器相互级联，这样可以在远程传输中对功率进行均衡。

Claims (20)

1.一种光放大器，其特征在于，其中包括：

一泵激光源；

多个用于利用该泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；以及

多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号，

多个分别连接到光栅，以给通过光栅的光信号造成损耗的带通滤波器；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射的光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

2.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，其中还包括多个分别连接到用以使该通过光栅的光信号发生损耗的光栅的衰减器。

3.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，其中还包括多个分别连接到用以使该通过光栅的光信号发生损耗的光栅的掺杂有钐元素的铒掺杂光纤(EDF)。

4.根据权利要求1所述的光放大器，其特征在于，该多个光纤是掺铒的，并且另外掺杂所述多个掺铒光纤中的一个光纤以使一个掺铒光纤的增益漂移大于其它掺铒光纤的增益漂移，与其它光纤的波长相比，所述一个光纤的波长是占主导。

5.根据权利要求4所述的光放大器，其特征在于，在多条光纤中的一条光纤可以是由包括硅酸磷EDF、硅酸铝磷EDF、钐掺杂硅酸磷EDF、以及钐掺杂硅酸铝磷EDF的组中选择的一个。

6.根据权利要求5所述的光放大器，其特征在于，其中一条光纤是由包括硅酸锗EDF或钐掺杂硅酸锗EDF的组中选出的一个。

7.根据权利要求6所述的光放大器，其特征在于，其中一条光纤是从包括硅酸铝EDF和钐掺杂硅酸铝EDF的组中选出的一条光纤。

8.一种光放大器，其特征在于，其中包括：

一泵激光源；

一用于利用该泵激光源产生的泵激光放大连续谱光信号的光纤；以及

一用于根据不同波长在不同部位反射所放大的连续谱光信号，并把所得结果输出到光纤放大器的线性调频光栅，

该线性调频光栅在其上游部分包括一长周期光栅，用于在反射时使光信号减弱；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射的光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

9.一种光放大器，其特征在于，其中包括：

一泵激光源；

一用于利用该泵激光源产生的泵激光放大连续谱光信号的光纤；以及

一用于根据不同波长在不同部位反射所放大的连续谱光信号，并把所得结果输出到光纤放大器的线性调频光栅，

该线性调频光栅在其上游部分包括一炫耀光栅，用于在反射时使光信号减弱

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射的光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

10.根据权利要求8或9所述的光放大器，其特征在于，该光纤具有损耗。

11.根据权利要求8或9所述的光放大器，其特征在于，该光纤掺杂有钐元素。

12.根据权利要求8或9所述的光放大器，其特征在于，该线性调频光栅还包括一个方向相反的线性调频光栅，以补偿由该线性调频光栅所引起的光信号的色散。

13.一种包括第一功率均衡放大单元的光放大器，所述第一功率均衡放大单元包括：

一泵激光源；

多个用于利用泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；

多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；

多个分别连接到用以使该通过光栅的光信号发生损耗的光栅的装置，其中每个所述装置是带通滤波器，衰减器或掺铒光纤中的一种；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射的光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

14.根据权利要求13所述的光放大器，进一步包括第二功率均衡放大单元，其中所述第二功率均衡放大单元包括：

一第二泵激光源；

第二批多个用于利用该第二泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；

第二批多个交替连接到该第二批多个光纤的光栅，用于在由该第二批多个光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；和

多个分别连接到用以使该通过光栅的光信号发生损耗的光栅的第二装置，其中每个所述第二装置是带通滤波器，衰减器或掺铒光纤中的一种；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过以与第一功率均衡放大单元不同的序列在具有不同放大增益的不同位置放大和反射该光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

15.根据权利要求14所述的光放大器，其特征在于还包括：

用于向第一功率均衡放大单元输出输入的光信号，向第二功率均衡放大单元输出由第一功率均衡放大单元反射的光信号，和向传输通道输出由第二功率均衡放大单元反射的输入光信号的第一光循环器。

16.根据权利要求14所述的光放大器，其特征在于还包括：

第一光循环器和第二光循环器，所述第一光循环器向第一功率均衡放大单元输出输入的光信号，向第二光循环器输出由第一功率均衡放大单元反射的光信号，所述第二光循环器向第二功率均衡放大单元输出从第一光循环器接收的光信号，和向传输通道输出由第二功率均衡放大单元反射的输入光信号。

17.一种包括第一功率均衡放大单元的光放大器，所述第一功率均衡放大单元包括：

一泵激光源；

多个用于利用泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；

多个交替连接到该光纤的光栅，用于在由光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；

用于在不同位置以不同波长反射该放大的连续谱光信号，并将结果输出到光纤放大器的线性调频光栅；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过在具有不同放大增益的不同位置放大和反射光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

18.根据权利要求17所述的光放大器，其特征在于进一步包括第二功率均衡放大单元，其中所述第二功率均衡放大单元包括：

一第二泵激光源；

第二批多个用于利用该第二泵激光源产生的泵激光放大多个波长的光信号的光纤；

第二批多个交替连接到该第二批多个光纤的光栅，用于在由该第二批多个光纤所放大的不同波长的光信号中反射特定波长的光信号；和

用于在不同位置以不同波长反射该放大的连续谱光信号，并将结果输出到光纤放大器的第二线性调频光栅；

其特征在于当用于不同信道的光信号具有不同的功率时，通过以与第一功率均衡放大单元不同的序列在具有不同放大增益的不同位置放大和反射该光信号来均衡每个单独信道的光信号功率。

19.根据权利要求18所述的光放大器，其特征在于进一步包括：

用于向第一功率均衡放大单元输出输入的光信号，向第二功率均衡放大单元输出由第一功率均衡放大单元反射的光信号，和向传输通道输出由第二功率均衡放大单元反射的输入光信号的第一光循环器。

20.根据权利要求18所述的光放大器，其特征在于还包括第一光循环器和第二光循环器，所述第一光循环器向第一功率均衡放大单元输出输入的光信号，向第二光循环器输出由第一功率均衡放大单元反射的光信号，所述第二光循环器向第二功率均衡放大单元输出从第一光循环器接收的光信号，和向传输通道输出由第二功率均衡放大单元反射的输入光信号。

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