CN112310791A - 一种增益调节方法和光纤放大器 - Google Patents

一种增益调节方法和光纤放大器 Download PDF

Info

Publication number
CN112310791A
CN112310791A CN202011147506.7A CN202011147506A CN112310791A CN 112310791 A CN112310791 A CN 112310791A CN 202011147506 A CN202011147506 A CN 202011147506A CN 112310791 A CN112310791 A CN 112310791A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gain
attenuation
attenuation spectrum
spectrum type
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011147506.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112310791B (zh
Inventor
付成鹏
陈志�
肖礼
刘青
乐孟辉
余春平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Accelink Technologies Co Ltd
Original Assignee
Accelink Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Accelink Technologies Co Ltd filed Critical Accelink Technologies Co Ltd
Priority to CN202011147506.7A priority Critical patent/CN112310791B/zh
Priority to PCT/CN2020/138418 priority patent/WO2022082986A1/zh
Priority to EP20958560.3A priority patent/EP4235983A1/en
Priority to US18/033,042 priority patent/US20230402814A1/en
Publication of CN112310791A publication Critical patent/CN112310791A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112310791B publication Critical patent/CN112310791B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
    • H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10015—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by monitoring or controlling, e.g. attenuating, the input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10069—Memorized or pre-programmed characteristics, e.g. look-up table [LUT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1301—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305—Feedback control systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2941—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2942—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using automatic gain control [AGC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/04—Gain spectral shaping, flattening
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06758—Tandem amplifiers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种增益调节方法和光纤放大器，其中，所述增益调节方法应用于所述光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器；所述方法包括：确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；获取所述光纤放大器的目标增益；根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。

Description

一种增益调节方法和光纤放大器
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，涉及但不限于一种增益调节方法和光纤放大器。
背景技术
在互联网数据中心(Internet Data Center，IDC)及动态可重构智能网络(ROADM-Reconfigurable Optical ADD/Drop Mutiplexier)系统中，低噪声指数的增益可调光纤放大器成为必不可少的器件之一。其中，掺铒光纤放大器(Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA)已经在通信系统中得到了广泛应用。
相关技术中，EDFA的增益可调是通过内置可调光衰减器(Variable OpticalAttenuator，VOA)来实现的。通过增益设置值+VOA的衰减值＝固定增益，在设置增益比较小时，VOA的衰减值就会比较大，当设置增益最大时，VOA的衰减值为0，所以当增益调节范围比较大时，VOA的衰减变化范围也就会比较大。VOA的衰减值一方面降低了输出功率，增大了泵浦电流，另外一方面，劣化了放大器的噪声指数。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种增益调节方法和光纤放大器，能够解决相关技术中在增益调节过程中由于过大的VOA的衰减带来的噪声指数劣化及泵浦转换效率降低的不足的问题。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种增益调节方法，所述增益调节方法应用于所述光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器；所述方法包括：
确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；
在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；
获取所述光纤放大器的目标增益；
根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；
将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
当在所述增益衰减谱型映射表中能够查找到所述目标增益时，将所述增益衰减谱型映射表中与所述目标增益对应的衰减谱型确定为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
当在所述增益衰减谱型映射表中不能查找到所述目标增益时，确定所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中的位置；
根据所述目标增益的位置，获取与所述目标增益相邻的至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型；
采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型，包括：
确定每一所述相邻增益对应的所述衰减谱型的至少一个工作波长和每一工作波长对应的衰减值；
在相同工作波长下，将不同衰减谱型对应的所述衰减值的平均值，确定为所述目标衰减谱型在对应工作波长下的目标衰减值；
根据每一工作波长下的所述目标衰减值，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述确定所述增益介质的属性参数，包括：
获取所述增益介质的长度、材质或掺杂类型；
将所述增益介质的长度、材质或掺杂类型，确定为所述增益介质的属性参数。
在一些实施例中，所述获取所述增益介质的长度，包括：
获取所述当前衰减谱型中最小工作波长处的第一衰减值、和所述当前衰减谱型中最大工作波长处的第二衰减值；
当所述第一衰减值与所述第二衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；
根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
在一些实施例中，所述获取所述增益介质的长度，包括：
在所述当前衰减谱型的第一波长区域中，获取衰减峰值处的第三衰减值；
在所述当前衰减谱型的第二波长区域中，获取衰减峰值处的第四衰减值，其中，所述第一波长区域中的任意一个波长小于所述第二波长区域中的最小波长；
当所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；
根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
在一些实施例中，所述将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型，包括：
确定所述目标衰减谱型中每一工作波长下的所述目标衰减值；
将所述当前衰减谱型中每一工作波长下的衰减值，调整为所述目标衰减谱型中对应工作波长下的所述目标衰减值，以实现将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述光纤放大器还包括：可调光衰减器；所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
在所述增益衰减谱型映射表中，随机选择一个增益对应的衰减谱型，其中，所选择的衰减谱型对应的增益小于所述目标增益；
将所选择的衰减谱型确定为第一衰减谱型；
确定所述目标增益与所述第一衰减谱型对应的增益之间的增益差值；
根据所述增益差值，确定所述可调光衰减器的第二衰减谱型；
将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型之和，确定为所述目标衰减谱型。
第二方面，本申请实施例提供一种光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质、动态增益均衡器和控制单元；
所述动态增益均衡器的输入端与所述增益介质连接，所述动态增益均衡器用于调节所述光纤放大器的增益衰减谱型；
所述控制单元与所述动态增益均衡器连接，用于确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；获取所述光纤放大器的目标增益；根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
本申请实施例提供的增益的调节方法和光纤放大器，由于可以根据增益介质的属性参数，确定出增益衰减谱型映射表，并且在增益衰减谱型映射表中确定出与目标增益对应的目标衰减谱型，将动态增益均衡器的当前衰减谱型调整为目标衰减谱型，如此，可以实现在不降低泵浦转化效率的情况下对光纤放大器的增益进行动态调节。
附图说明
在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。
图1为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图；
图4A为本申请实施例提供的光纤放大器的光路结构图；
图4B为本申请实施例提供的以中间某个增益点对应的光纤长度设计的增益平坦滤波器谱型；
图4C为本申请实施例提供的不同增益下动态增益均衡器衰减谱型变化示意图；
图4D为本申请实施例提供的以中间某个增益点对应的光纤长度设计的增益平坦滤波器谱型；
图4E为本申请实施例提供的不同增益下动态增益均衡器衰减谱型变化示意图；
图4F为本申请实施例提供的在最小增益时得到噪声指数的对比结果；
图4G为本申请实施例提供的在最大增益时得到噪声指数的对比结果；
图5为本申请实施例提供的光纤放大器的光路结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”或“单元”可以混合地使用。
随着大数据、物联网及云服务的快速发展，越来越多的场景需要EDFA，需要EDFA适应不同跨距的损耗，一方面增加EDFA的通用性，另一方面终端客户降低EDFA的物料管理费用，这就需要大范围可调的EDFA，传统的增益调节间隔已不能满足动态可重构网络及IDC通信系统的要求。相关技术中，EDFA的增益可调是通过内置可调光衰减器VOA来实现的，具体就是增益设置值+VOA的衰减值＝固定增益，在设置增益比较小时，VOA的衰减值就会比较大，当设置增益最大时，VOA的衰减值为0，所以当增益调节范围比较大时，VOA的衰减变化范围也就会比较大。实际上，这不是一种真正意义上的增益可调放大器，这种放大器在增益介质中产生的增益是固定不变的，如果想得到某个增益，就是固定增益减去一个VOA的衰减值。然而，VOA的衰减值一方面降低了输出功率，增大了泵浦电流，另外一方面，劣化了放大器的噪声指数。对于超大动态范围增益可调EDFA，通过光开关将光路分成两部分，一部分用来调整小增益区间，另一部分调整大增益区间，相当于两台放大器，比如，对于一个增益区间为10dB至30dB的可调放大器，可以将可调放大器增益区间分为小增益区间10dB至XdB和大增益区间X+2dB至30dB，其中，增益XdB大于所述可调光放大器的最小增益10dB，且增益XdB小于所述可调光放大器的最大增益30dB，此时，所述可调光放大器在物理上光路是不连续的，在小增益区间和大增益区间进行切换时，会导致业务断光。
基于相关技术中存在的上述问题，本申请实施例提供一种增益调节方法，应用于光纤放大器中，能够解决现有技术中光纤放大器在增益调节过程中由于过大的VOA的衰减带来的噪声指数劣化及泵浦转换效率降低的不足的问题。
实施例一
本申请实施例提供一种增益调节方法，应用于光纤放大器，所述光纤放大器可以是掺饵光纤放大器、掺铥光纤放大器或掺镨光纤放大器。所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器。图1为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S101、确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型。
本申请实施例中，所述增益介质指的是光纤或者掺杂光纤，所述增益介质的属性参数包括但不限于：光纤的长度、光纤的材质以及掺杂光纤的类型等等。这里，所述增益介质的属性参数，可以是预先输入的属性参数，也可以是通过特定的方式获取的属性参数。
当所述光纤放大器仅包括一段增益介质时，所述动态增益均衡器与所述增益介质的输出端连接；当所述光纤方法器包括两段增益介质时，所述动态增益均衡器位于两段增益介质之间。所述当前衰减谱型为在当前时刻的增益下，所述光纤放大器中的动态增益均衡器所呈现的谱型。
本申请实施例中，通过获取光纤放大器在当前时刻，每一工作波长下的衰减值来确定所述动态增益均衡器的当前衰减谱型。
步骤S102、在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表。
其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系。在一些实施例中，可以设置增益0.25dB或者增益0.5dB为一个步长，建立增益与衰减谱型之间的映射关系。所述预设的增益衰减谱型库中包括所述增益介质的每一属性参数与一个增益衰减谱型映射表之间的映射关系。在一些实施例中，当所述增益介质的属性参数确定时，可以在所述增益衰减谱型库中，确定出与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表。
步骤S103、获取所述光纤放大器的目标增益。
这里，所述目标增益为需要设置的增益，所述目标增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述目标增益大于所述光纤放大器的最小增益，即所述目标增益为所述光纤放大器的最大增益与最小增益之间的任意一个值。
步骤S104、根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型。
本申请实施例中，所述增益衰减谱型映射表中保存有至少一个增益与一个动态增益均衡器的衰减谱型的映射关系，当目标增益确定后，相应地，可以在所述增益衰减谱型映射表中确定出与所述目标增益对应的目标衰减谱型。
步骤S105、将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，在确定出所述目标增益对应的目标衰减谱型后，将所述光纤放大器中的动态增益均衡器的当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型，以实现将所述光纤放大器的增益调节为所述目标增益，进而实现了对所述光纤放大器的增益进行调节。
本申请实施例提供的增益调节方法，由于可以根据增益介质的属性参数，确定出增益衰减谱型映射表，并且在增益衰减谱型映射表中确定出与目标增益对应的目标衰减谱型，将动态增益均衡器的当前衰减谱型调整为目标衰减谱型，如此，可以实现在不降低泵浦转化效率的情况下对光纤放大器的增益进行动态调节。
实施例二
本申请实施例提供一种增益调节方法，应用于光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器。图2为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S201、确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型。
步骤S202、在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表。
其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系。
步骤S203、获取所述光纤放大器的目标增益。
步骤S201至步骤S203的实现过程和实现的功能与上述实施例中步骤S101至步骤S103的实现过程和实现的功能相同。
步骤S204、在所述增益衰减谱型映射表中确定是否能够查找到所述目标增益。
在一些实施例中，由于所述增益衰减谱型映射表中是以预设的步长保存的增益与衰减谱型的对应关系，因此，所述目标增益有可能存在于所述增益衰减谱型映射表中，也有可能存在于两个相邻增益之间。当在所述增益衰减谱型映射表中能够查找到所述目标增益时，执行步骤S205；当在所述增益衰减谱型映射表中不能查找到所述目标增益时，执行步骤S206。
步骤S205、将所述增益衰减谱型映射表中与所述目标增益对应的衰减谱型确定为所述目标衰减谱型。
本申请实施例中，当在所述增益衰减谱型映射表中能够查找到所述目标增益时，直接通过查表的方式，将所述目标增益对应的衰减谱写确定为目标衰减谱型。
步骤S206、确定所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中的位置。
步骤S207、根据所述目标增益的位置，获取与所述目标增益相邻的至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型。
这里，所述目标增益的位置是指，所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中处于两个相邻增益之间，或靠近某一个增益。
步骤S208、采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
本申请实施例中，当在所述增益衰减谱型映射表中不能查找到所述目标增益时，首先，确定所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中的位置；其次，根据所述目标增益的位置，获取与所述目标增益相邻的至少一个增益及每一相邻增益对应的衰减谱型；最后，采用插值法，根据至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定出与所述目标赠与对应的目标衰减谱型。
这里，所述插值法是利用函数在有限个点处的取值状况，估算出函数在其他点处的近似值。本申请实施例中，所述增益与所述衰减谱型之间可以是线性关系。
在一些实施例中，所述采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型，包括：
步骤S2081、确定每一所述相邻增益对应的所述衰减谱型的至少一个工作波长和每一工作波长对应的衰减值。
步骤S2082、在相同工作波长下，将不同衰减谱型对应的所述衰减值的平均值，确定为所述目标衰减谱型在对应工作波长下的目标衰减值。
步骤S2083、根据每一工作波长下的所述目标衰减值，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
本申请实施例中，光纤放大器的衰减谱型中保存有每一工作波长对应的衰减值，根据与所述目标增益相邻的增益对应的衰减谱型在每一相同工作波长下的衰减值的平均值，即可确定出所述目标衰减谱型在相同工作波长下的衰减值，由此，可以确定出与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，当所述增益衰减谱型映射表中增益的步长小于预设的步长值时，可认为其满足平坦度要求。当在所述衰减谱型列表中不能够查找到所述目标增益时，可以将与所述目标增益相邻的任意一个增益所对应的衰减谱型，确定为与所述目标增益对应的目标衰减谱型。这里，所述预设的步长可以为0.5dB增益。
步骤S209、确定所述目标衰减谱型中每一工作波长下的所述目标衰减值。
这里，通过上述步骤S205至步骤S208确定了所述目标衰减谱型，即可获得所述目标衰减谱型中每一工作波长线的目标衰减值。
步骤S210、将所述当前衰减谱型中每一工作波长下的衰减值，调整为所述目标衰减谱型中对应工作波长下的所述目标衰减值。
本申请实施例中，通过将当前衰减谱型中每一工作波长下的衰减值，调整为所述目标衰减谱型中对应工作波长下的所述目标衰减值，以实现将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
本申请实施例中，所述当前衰减谱型中的每个波长处的衰减均可以通过以下方式进行调节：通过集成阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)和可调光衰减器(Variable Optical Attenuator，VOA)合成器件或基于(Wavelength Selectable Switch，WSS)或阻波器(Waveblocker)的波长选择开关器件或基于平面波导结构的可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)实现调节各波长衰减的功能。
本申请实施例提供的增益调节方法，可以通过在增益衰减谱型映射表中查找的方式或者插值法的方式，在增益衰减谱型映射表中确定与目标增益对应的目标衰减谱，并且将动态增益均衡器当前衰减谱型在每一工作波长下的衰减值调整为目标衰减谱型在对应工作波长下的衰减值，如此，可以实现在不降低泵浦转化效率的情况下对光纤放大器的增益进行动态调节。
实施例三
本申请实施例提供一种增益调节方法，应用于光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器。图3为本申请实施例提供的增益调节方法的一个可选的流程示意图，如图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S301、获取所述增益介质的长度、材质或掺杂类型。
在一些实施例中，获取所述增益介质的长度可以通过以下步骤S3011至步骤S3014来实现：
步骤S3011、获取所述当前衰减谱型中最小工作波长处的第一衰减值、和所述当前衰减谱型中最大工作波长处的第二衰减值。
步骤S3012、判断所述第一衰减值与所述第二衰减值之间的差值的绝对值是否小于阈值。
在一些实施例中，当所述第一衰减值与所述第二衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，执行步骤S3013；当所述第一衰减值与所述第二衰减之间的差值的绝对值大于或等于阈值时，返回执行步骤S3011，这里，所述阈值可以为0.5dB。
步骤S3013、将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益。
其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益。
步骤S3014、根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
本申请实施例中，当光纤放大器的增益一定时，所述光纤放大器的增益介质的长度也是一定的，即所述增益介质的长度与光纤放大器的增益是具有对应关系的。
在一些实施例中，获取所述增益介质的长度也可以通过以下步骤S3015至步骤S3018来实现：
步骤S3015、在所述当前衰减谱型的第一波长区域中，获取衰减峰值处的第三衰减值。
步骤S3016、在所述当前衰减谱型的第二波长区域中，获取衰减峰值处的第四衰减值。其中，所述第一波长区域中的任意一个波长小于所述第二波长区域中的最小波长，
步骤S3017、判断所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值是否小于阈值。
当所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，执行步骤S3018；当所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值大于或等于阈值时，返回执行步骤S3015，这里，所述阈值可以是0.5dB。
步骤S3018、将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益。其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益。
步骤S3019、根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
本申请实施例中，在所述标准增益下对所述光纤放大器的增益进行调节，可以使得所述光纤放大器的噪声最低、泵浦转换效率最高、功耗最低。
步骤S302、将所述增益介质的长度、材质或掺杂类型，确定为所述增益介质的属性参数。
本申请实施例中，所述增益介质的材质可以是：石英玻璃或者塑料。所述增益介质的掺杂类型可以是掺饵或者掺铥。
步骤S303、确定所述动态增益均衡器的当前衰减谱型。
本申请实施例中，通过获取光纤放大器在当前时刻，每一工作波长下的衰减值来确定所述动态增益均衡器的当前衰减谱型。
步骤S304、在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表。
其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系。
步骤S305、获取所述光纤放大器的目标增益。
这里，所述目标增益为需要设置的增益，所述目标增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述目标增益大于所述光纤放大器的最小增益，即所述目标增益为所述光纤放大器的最大增益与最小增益之间的任意一个值。
步骤S306、在所述增益衰减谱型映射表中，随机选择一个增益对应的衰减谱型。
在一些实施例中，所述光纤放大器还包括：可调光衰减器；本申请实施例中提供的增益调节方法，除了采用动态增益均衡器进行衰减谱型的调节外，还可以结合可调光衰减器的VOA衰减值，同时进行增益的动态调节，即部分增益采用动态增益均衡器的衰减谱型的变化来调节，部分增益采用可调光衰减器的VOA的衰减值来进行调节。
本申请实施例中，所选择的衰减谱型对应的增益小于所述目标增益。
步骤S307、将所选择的衰减谱型确定为第一衰减谱型。
步骤S308、确定所述目标增益与所述第一衰减谱型对应的增益之间的增益差值。
所述增益差值为所述目标增益与所选择的衰减谱型对应的增益之间的差值。
步骤S309、根据所述增益差值，确定所述可调光衰减器的第二衰减谱型。
本申请实施例中，通过所述可调光衰减器VOA的衰减值来调节所述光纤放大器增益差值对应的部分增益，因此，将所述可调光衰减器的VOA衰减值带来的固定的增益谱型，确定为所述第二衰减谱型。
步骤S310、将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型之和，确定为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，可以通过以下步骤将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型之和，确定为所述目标衰减谱型：
步骤S3101、获取所述第一衰减谱型中的至少一个工作波长下的衰减值、和所述第二衰减谱型中至少一个工作波长下的衰减值。
步骤S3102、在任一工作波长下，将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型对应的衰减值之和，确定为所述目标衰减谱型在对应工作波长下的目标衰减值。
步骤S3103、根据每一工作波长下的所述目标衰减值，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
步骤S311、将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
步骤S311的实现过程和实现的功能与上述实施例中步骤S105的实现过程和实现的功能相同。
本申请实施例提供的增益调节方法，首先确定增益介质的属性参数，在增益介质的属性参数最优时，结合动态增益均衡器和可调光可调光衰减器进行光纤放大器的增益调节，如此，可以实现在不增大光纤放大器的噪声、不降低泵浦转化效率的情况下对光纤放大器的增益进行动态调节。
实施例四
本申请实施例提供一种增益调节方法，应用于光纤放大器，所述光纤放大器包括：掺铒光纤放大器EDFA、掺铥光纤放大器等其它掺稀土光纤放大器。所述光纤放大器包括：输入耦合器、隔离器、泵浦信号合波器、掺杂(Er/Tm)等光纤、隔离器、动态增益均衡器(Dynamic Gain equalization，DGE)、输出耦合器、泵浦激光器组、输入光电探测器及输出光电探测器。
本申请实施例中，光纤放大器增益可调的方式是在不同增益时通过改变动态增益均衡器不同波长对应的衰减值，来实现光纤放大器在不同增益时的增益平坦，再通过输入/输出功率监测实现整个光纤放大器的增益可调。通过光纤放大器中的控制单元对EDFA在不同增益时的增益谱进行协调控制，在控制单元内部建立增益值与动态增益均衡器衰减谱的对应关系，每隔0.5dB增益的步长或其它增益的步长建立一个对应关系，根据设置的增益要求，控制单元可以通过查表的方式或者插值的方式实现增益可调范围内的任意增益所对应的动态增益均衡器的衰减谱。
如图4A所示，为本申请实施例提供的光纤放大器的光路结构图，所述光纤放大器包括：顺次连接的输入耦合器101、隔离器103、掺杂光纤106、隔离器107、动态增益均衡器108、掺杂光纤111、输出耦合器113，以及输入光电探测器102和输出光电探测器113，所述光纤放大器还包括用于根据预期放大要求进行控制的控制单元115。其中，输入端耦合器101的小分光比段与输入端光电探测器102相连，输入端耦合器101的大分光比端与输入端隔离器103的输入端相连，输入端隔离器的输出端与泵浦信号合波器105的信号端相连，泵浦信号合波器105的泵浦端与泵浦激光器104相连，泵浦信号合波器105的公共端与增益介质106的一端相连，增益介质106的另一端口连接隔离器107的输入端，隔离器107的输出端与动态增益均衡器108的输入端相连，动态增益均衡器108的输出端与泵浦/信号合波器110的信号端相连，泵浦/信号合波器110的泵浦端与泵浦激光器109相连，泵浦/信号合波器110的公共端与增益介质111的一端相连，增益介质111的另一端与输出端隔离器112的输入端相连，输出端隔离器112的输出端与输出端耦合器113的公共端相连，输出端耦合器113的小分光比端与输出端光电探测器114相连，输出端耦合器113的大分光比端为放大器的输出端。控制单元115根据输入端光电探测器102与输出端光电探测器114的电信号进行放大器的增益控制。同时控制单元根据放大器设置的增益大小去控制动态增益均衡器108的衰减谱型，以实现不同增益情况下的最佳的平坦增益。
本申请实施例中，所述光纤放大器的不同增益情况下的增益平坦是控制单元通过控制动态增益均衡器的不同波长处的不同衰减值实现的，动态增益均衡器在不同增益情况下对应的衰减谱型是不同的，通过定标存储在控制单元内部，实际控制过程通过查表或计算公式获得。
本申请实施例中，两段增益介质106和111中间的隔离器107和动态增益均衡器108可以是两个独立的器件，也可以是两者组合而成的混合器件。
本申请实施例中，所述光纤放大器中动态增益均衡器在不同增益时对应的衰减谱型，与增益介质(掺杂光纤)的长度有关，为了减小动态增益均衡器增益谱型的巨大变化对放大器噪声指数及增益波动的影响，增益介质(掺杂光纤)的设计长度的确定方式具体包括：在最小增益与最大增益中，选择某一增益(对应上述实施例中的标准增益)，使得工作波长范围内，最小工作波长处的衰减谱与最大工作波长处的衰减谱尽量相等，且衰减值尽量最小；或者，在最小增益与最大增益中，选择某一增益，使得工作波长范围内，使增益谱型中不同衰减峰值处的衰减值尽量相同。
本申请实施例中，光纤放大器的增益可调范围Gmin～Gmax，选取最小/最大增益中间的某一个增益点来确定增益介质的光纤长度，而不选择两端的增益点来确定光纤长度，如果选择两端增益点来确定光纤长度的话，动态增益均衡器的谱型变化太大，对噪声指数影响较大。增益选择的标准就是依靠所选择增益确定的增益介质的光纤长度给增益谱型带来的变化最小。
图4B为本申请实施例中以中间某个增益点对应的光纤长度设计的增益平坦滤波器谱型，其中，最大工作波长与最小工作波长的增益平坦滤波器(Gain FlatteningFilters，GFF)谱的衰减值近似为最小值(约0.5dB以内)。图4B中GFF衰减谱型中的点201与点204为最小工作波长与最大工作波长对应的衰减值，点202与点203分别为短波长区(对应上述实施例中的第一波长区域)峰值衰减点与长波长区(对应上述实施例中的第二波长区域)峰值衰减点。当增益改变时，动态增益均衡器的衰减谱型也会变化，如对于一个Gmin～GmaxdB增益可调的EDFA，设计光纤长度时对应的参考增益点在GmdB，当光纤长度定好以后，最大工作波长与最小工作波长的GFF谱的衰减值近似为最小值(约0.5dB以内)，动态增益均衡器的衰减谱型与增益就是一一对应了(得到最佳平坦度的效果)。
图4C为本申请实施例提供的不同增益下动态增益均衡器衰减谱型变化示意图，如图4C所示，衰减谱型301对应中间参考增益(对应上述实施中的标准增益)对应的GFF衰减谱线，衰减谱型302对应的最大增益对应的GFF衰减谱线，衰减谱型303对应的最小增益对应的GFF衰减谱线，在所有的GFF衰减谱线中，中间参考增益所对应的GFF衰减谱型的衰减值最小，当增益变小时，长波长区的衰减会变大；当增益变大时，短波长区的衰减会变大。由于所选取的参考增益所对应的GFF衰减谱型峰值不大，所以在整个增益区内衰减值变化都不大，噪声指数比常规增益可调放大器有很大优化，转换效率也大有提高。
图4D为本申请实施例中以中间某个增益点对应的光纤长度设计的增益平坦滤波器谱型，其中，短波长区的衰减峰值与长波长区的衰减峰值近似相等(约0.5dB以内)，如图4D所示，衰减谱型中点401与点404为最小工作波长与最大工作波长对应的衰减值，点402与点403分别为短波长区峰值衰减点与长波长区峰值衰减点。当增益改变时，动态增益均衡器的衰减谱型也会变化，如，对于一个Gmin～GmaxdB增益可调的EDFA，设计光纤长度时对应的参考增益点在GmdB，当光纤长度定好以后，最小工作波长区与最大工作波长区衰减近相等时(约0.5dB以内)，动态增益均衡器的衰减谱型与增益就是一一对应了(得到最佳平坦度的效果)。
图4E为本申请实施例提供的不同增益下动态增益均衡器衰减谱型变化示意图，如图4E所示，衰减谱型501对应中间参考增益对应的GFF衰减谱线，衰减谱型502对应的最大增益对应的GFF衰减谱线，衰减谱型503对应的最小增益对应的GFF衰减谱线。
相关技术中，增益可调放大器有两种实现方案，一种是光路结构包括：两段掺铒光纤，中间为VOA+GFF；另外一种方案，减少中间VOA+GFF的总体衰减，将两种器件分开，采用三段掺铒光纤的结构，使得VOA和GFF分别位于三段掺饵光纤中的两段掺饵光纤之间。图4F为本申请实施例提供的在最小增益时得到噪声指数的对比结果，如图4F所示，噪声指数曲线601为长波长区和短波长区衰减近似为0时通过动态增益平坦滤波器得到最小增益的噪声指数谱线、噪声指数曲线602为长波长区和短波长区峰值衰减近似相同时通过动态GFF得到最小增益的噪声指数谱线，噪声指数曲线603为传统增益可调放大器三段光纤噪声指数优化后的最小增益时噪声指数谱线，噪声指数曲线604为传统增益可调放大器两段光纤的最小增益噪声时指数谱线。图4G为本申请实施例提供的在最大增益时得到噪声指数的对比结果，如图4G所示，噪声指数曲线701为最大工作波长与最小工作波长衰减近似为0时通过动态GFF得到最大增益的噪声指数谱线，噪声指数曲线702为长波长区和短波长区峰值衰减近似相同时通过动态GFF得到最大增益的噪声指数谱线，噪声指数曲线703为传统增益可调放大器三段光纤噪声指数优化后的最大增益时噪声指数谱线，噪声指数曲线704为传统增益可调放大器两段光纤的最大增益噪声时指数谱线。
通过噪声指数对比发现，本申请实施例提供的增益调节方法，所应用的增益可调光纤放大器的噪声指数比相关技术中的增益调节方法，得到的增益可调光纤放大器噪声指数性能优化非常明显。
除此之外，本申请实施例还提供了一种增益调节方法，应用于动态增益均衡器+传统增益可调放大器，以此来实现低噪声、超大动态增益范围可调的增益可调光纤放大器。所述增益可调光纤放大器增加了可调光衰减器及固定增益平坦滤波器(对应本申请实施例中的动态增益均衡器)，增加的可调光衰减器与固定增益平坦滤波器在光路结构中可以在一起也可以分开，要得到更低的噪声指数，就把两个器件分开，多引入一级放大，所提供的所述增益调节方法，包括以下步骤：
步骤S401、将固定增益GFF考虑在内后，在动态增益平坦滤波器调节范围内，选择某一增益，使得工作波长范围内，最小工作波长与最大工作波长处的衰减谱尽量相等，且衰减值尽量最小；或者，在动态增益平坦滤波器调节范围内，选择某一增益，使得工作波长范围内使增益谱型中不同衰减峰值处的衰减值尽量相同。
步骤S402、总体GFF的衰减谱型＝固定GFF的衰减谱型+动态增益均衡器在不同增益时的谱型。
步骤S403、放大器增益区间Gmin≤G≤Gmax，取中间某一增益Gx，在Gmin≤Gx范围内，通过改变动态增益均衡器的谱型来实现增益调节，VOA的衰减值保持Gmax-Gx不变；当设置增益大于Gx时，即Gx<G≤Gmax，动态增益均衡器的增益谱型保持增益为Gx时的谱型，而增益的调节通过调节VOA的衰减值来实现。
步骤S404、放大器增益区间Gmin≤G≤Gmax，取中间某一增益Gx，在Gmin≤Gx范围内，通过改变VOA的衰减值来实现增益调节，VOA的衰减范围为0～Gx-Gmin，当增益设置最小时，VOA最大衰减值为Gx-Gmin，当增益设置为Gx时，VOA衰减值为0，在VOA调节过程中，动态增益均衡器的增益谱型保持0不变；当设置增益大于Gx时，即Gx<G≤Gmax，VOA衰减值保持0不变，而调节动态增益均衡器的增益谱型来实现增益调节。
本申请实施例的另一目的是通过EDFA内置的动态增益均衡器可以优化级联放大器系统中整体的信号功率平坦度，优化传输系统的光信噪比。
本申请实施例通过控制动态增益均衡器衰减谱的形状实现不同增益情况下的放大器的增益平坦，进而实现增益可调的光纤放大器。与传统的增益可调光纤放大器相比，通过本申请实施例实现的增益可调的光纤放大器具有噪声低、泵浦转换效率高、功耗低等特点。
实施例五
本申请实施例提供一种光纤放大器，如图5所示，本申请实施例提供的光纤放大器的光路结构示意图，所述光纤放大器至少包括：增益介质806/812、动态增益均衡器809和控制单元816。
所述动态增益均衡器809的输入端与所述增益介质连接，本申请实施例中，所述增益介质包括两段增益介质，所述动态增益均衡器809位于所述两段增益介质806和812之间。所述动态增益均衡器809用于调节所述光纤放大器的增益衰减谱型。
所述控制单元816与所述动态增益均衡器809连接，用于确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；获取所述光纤放大器的目标增益；根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，当在所述增益衰减谱型映射表中能够查找到所述目标增益时，将所述增益衰减谱型映射表中与所述目标增益对应的衰减谱型确定为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，当在所述增益衰减谱型映射表中不能查找到所述目标增益时，确定所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中的位置；根据所述目标增益的位置，获取与所述目标增益相邻的至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型；采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，确定每一所述相邻增益对应的所述衰减谱型的至少一个工作波长和每一工作波长对应的衰减值；在相同工作波长下，将不同衰减谱型对应的所述衰减值的平均值，确定为所述目标衰减谱型在对应工作波长下的目标衰减值；根据每一工作波长下的所述目标衰减值，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，获取所述增益介质的长度、材质或掺杂类型；将所述增益介质的长度、材质或掺杂类型，确定为所述增益介质的属性参数
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，获取所述当前衰减谱型中最小工作波长处的第一衰减值、和所述当前衰减谱型中最大工作波长处的第二衰减值；当所述第一衰减值与所述第二衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，在所述当前衰减谱型的第一波长区域中，获取衰减峰值处的第三衰减值；在所述当前衰减谱型的第二波长区域中，获取衰减峰值处的第四衰减值，其中，所述第一波长区域中的任意一个波长小于所述第二波长区域中的最小波长；当所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
在一些实施例中，所述控制单元816还用于，确定所述目标衰减谱型中每一工作波长下的所述目标衰减值；将所述当前衰减谱型中每一工作波长下的衰减值，调整为所述目标衰减谱型中对应工作波长下的所述目标衰减值，以实现将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述光纤放大器还包括：可调光衰减器808；所述可调光衰减器位于所述增益介质806与所述动态增益均衡器809之间。所述控制单元816还用于，在所述增益衰减谱型映射表中，随机选择一个增益对应的衰减谱型，其中，所选择的衰减谱型对应的增益小于所述目标增益；将所选择的衰减谱型确定为第一衰减谱型；确定所述目标增益与所述第一衰减谱型对应的增益之间的增益差值；根据所述增益差值，确定所述可调光衰减器的第二衰减谱型；将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型之和，确定为所述目标衰减谱型。
在一些实施例中，所述光纤放大器还包括：输入端耦合器801、输入端光电探测器802、输入端隔离器803、泵浦激光器804/810、泵浦/信号合波器805/811、隔离器807、输出端隔离器813、输出端耦合器814和输出端光电探测器815。其中，所述输入端耦合器801的小分光比端与输入端光电探测器802连接，所述输入端耦合器801的大分光比端与输入端隔离器803的输入端连接，所述输入端隔离器803的输出端与泵浦信号合波器805的信号端连接，所述泵浦信号合波器805的泵浦端与泵浦激光器804相连，所述泵浦信号合波器805公共端与增益介质806的一端相连，增益介质806的另一端连接隔离器807的输入端，隔离器807的输出端与可调光放大器808的输入端连接，所述可调光放大器808的输出端与所述动态增益均衡器809的输入端相连，所述动态增益均衡器809的输出端与泵浦/信号合波器811的信号端相连，泵浦/信号合波器811的泵浦端与泵浦激光器810相连，泵浦/信号合波器811的公共端与增益介质812的一端相连，增益介质812的另一端与输出端隔离器813的输入端相连，输出端隔离器813的输出端与输出端耦合器814的公共端相连，输出端耦合器的小分光比端与输出端光电探测器815相连，输出端耦合器814的大分光比端为放大器的输出端。
本申请实施例提供的光纤放大器至少具有动态增益均衡器和控制单元，可以在控制单元的控制作用下，控制动态增益均衡器调节至不同的增益谱型，通过动态增益均衡器可以实现对光放大器的增益进行调节。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种增益调节方法，其特征在于，应用于光纤放大器，所述光纤放大器至少包括：增益介质和动态增益均衡器；所述方法包括：
确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；
在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；
获取所述光纤放大器的目标增益；
根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；
将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
当在所述增益衰减谱型映射表中能够查找到所述目标增益时，将所述增益衰减谱型映射表中与所述目标增益对应的衰减谱型确定为所述目标衰减谱型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
当在所述增益衰减谱型映射表中不能查找到所述目标增益时，确定所述目标增益在所述增益衰减谱型映射表中的位置；
根据所述目标增益的位置，获取与所述目标增益相邻的至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型；
采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用插值法，根据所述至少一个相邻增益和每一相邻增益对应的衰减谱型，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型，包括：
确定每一所述相邻增益对应的所述衰减谱型的至少一个工作波长和每一工作波长对应的衰减值；
在相同工作波长下，将不同衰减谱型对应的所述衰减值的平均值，确定为所述目标衰减谱型在对应工作波长下的目标衰减值；
根据每一工作波长下的所述目标衰减值，确定与所述目标增益对应的所述目标衰减谱型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述增益介质的属性参数，包括：
获取所述增益介质的长度、材质或掺杂类型；
将所述增益介质的长度、材质或掺杂类型，确定为所述增益介质的属性参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述增益介质的长度，包括：
获取所述当前衰减谱型中最小工作波长处的第一衰减值、和所述当前衰减谱型中最大工作波长处的第二衰减值；
当所述第一衰减值与所述第二衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；
根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述增益介质的长度，包括：
在所述当前衰减谱型的第一波长区域中，获取衰减峰值处的第三衰减值；
在所述当前衰减谱型的第二波长区域中，获取衰减峰值处的第四衰减值，其中，所述第一波长区域中的任意一个波长小于所述第二波长区域中的最小波长；
当所述第三衰减值与所述第四衰减值之间的差值的绝对值小于阈值时，将所述当前增益衰减谱型所对应的增益，确定为标准增益，其中，所述标准增益小于所述光纤放大器的最大增益，且所述标准增益大于所述光纤放大器的最小增益；
根据所述标准增益，确定所述增益介质的长度。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型，包括：
确定所述目标衰减谱型中每一工作波长下的所述目标衰减值；
将所述当前衰减谱型中每一工作波长下的衰减值，调整为所述目标衰减谱型中对应工作波长下的所述目标衰减值，以实现将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤放大器还包括：可调光衰减器；所述根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型，包括：
在所述增益衰减谱型映射表中，随机选择一个增益对应的衰减谱型，其中，所选择的衰减谱型对应的增益小于所述目标增益；
将所选择的衰减谱型确定为第一衰减谱型；
确定所述目标增益与所述第一衰减谱型对应的增益之间的增益差值；
根据所述增益差值，确定所述可调光衰减器的第二衰减谱型；
将所述第一衰减谱型和所述第二衰减谱型之和，确定为所述目标衰减谱型。
10.一种光纤放大器，其特征在于，所述光纤放大器至少包括：增益介质、动态增益均衡器和控制单元；
所述动态增益均衡器的输入端与所述增益介质连接，所述动态增益均衡器用于调节所述光纤放大器的增益衰减谱型；
所述控制单元与所述动态增益均衡器连接，用于确定所述增益介质的属性参数和所述动态增益均衡器的当前衰减谱型；在预设的增益衰减谱型库中，确定与所述属性参数对应的增益衰减谱型映射表；其中，所述增益衰减谱型映射表中包括所述光纤放大器的每一增益与所述动态增益均衡器的一个衰减谱型之间的映射关系；获取所述光纤放大器的目标增益；根据所述目标增益，在所述增益衰减谱型映射表中，确定目标衰减谱型；将所述当前衰减谱型调整为所述目标衰减谱型。
CN202011147506.7A 2020-10-23 2020-10-23 一种增益调节方法和光纤放大器 Active CN112310791B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011147506.7A CN112310791B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种增益调节方法和光纤放大器
PCT/CN2020/138418 WO2022082986A1 (zh) 2020-10-23 2020-12-22 一种增益调节方法和光纤放大器
EP20958560.3A EP4235983A1 (en) 2020-10-23 2020-12-22 Gain adjustment method and optical fiber amplifier
US18/033,042 US20230402814A1 (en) 2020-10-23 2020-12-22 Gain adjustment method and optical fiber amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011147506.7A CN112310791B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种增益调节方法和光纤放大器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112310791A true CN112310791A (zh) 2021-02-02
CN112310791B CN112310791B (zh) 2021-10-12

Family

ID=74327408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011147506.7A Active CN112310791B (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种增益调节方法和光纤放大器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230402814A1 (zh)
EP (1) EP4235983A1 (zh)
CN (1) CN112310791B (zh)
WO (1) WO2022082986A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114383640A (zh) * 2021-12-16 2022-04-22 之江实验室 一种分布式光纤布拉格光栅传感器测控系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1219043A (zh) * 1997-12-05 1999-06-09 清华大学 实现波分复用系统动态增益谱均衡的方法及其均衡放大器
CN1247655A (zh) * 1997-02-14 2000-03-15 艾利森电话股份有限公司 增益可变的光纤放大器
CN1469180A (zh) * 2002-07-18 2004-01-21 华为技术有限公司 低噪声增益可调型光放大器
CN1469578A (zh) * 2003-06-05 2004-01-21 清华大学 L波段掺铒光纤放大器温度相关增益谱特性的补偿方法
US6900931B1 (en) * 2000-10-02 2005-05-31 Ciena Corporation Three-stage optical amplifier having flat spectral gain
CN105871468A (zh) * 2016-03-30 2016-08-17 武汉光迅科技股份有限公司 一种实现混合光纤放大器目标增益精确控制的方法及混合光纤放大器
CN106299992A (zh) * 2015-05-20 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 光纤放大器增益控制方法及装置
CN109103741A (zh) * 2018-09-04 2018-12-28 武汉光迅科技股份有限公司 一种拉曼光纤放大器的增益动态控制方法、装置和系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275329B1 (en) * 1999-05-10 2001-08-14 Oni Systems Corp. Method and apparatus for amplification of an optical signal
CN101374025B (zh) * 2007-08-22 2012-08-29 昂纳信息技术（深圳）有限公司 光放大器增益平坦滤波器的谱形确定方法
US8774635B2 (en) * 2011-06-30 2014-07-08 The Johns Hopkins University Fiber-optic automatic gain control systems and methods
CN107968682A (zh) * 2016-10-19 2018-04-27 天津中德应用技术大学 掺铒光纤放大器控制系统
CN106842764B (zh) * 2017-03-14 2020-06-02 武汉光迅科技股份有限公司 无源温度补偿增益平坦滤波器滤波谱型的确定方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1247655A (zh) * 1997-02-14 2000-03-15 艾利森电话股份有限公司 增益可变的光纤放大器
CN1219043A (zh) * 1997-12-05 1999-06-09 清华大学 实现波分复用系统动态增益谱均衡的方法及其均衡放大器
US6900931B1 (en) * 2000-10-02 2005-05-31 Ciena Corporation Three-stage optical amplifier having flat spectral gain
CN1469180A (zh) * 2002-07-18 2004-01-21 华为技术有限公司 低噪声增益可调型光放大器
CN1469578A (zh) * 2003-06-05 2004-01-21 清华大学 L波段掺铒光纤放大器温度相关增益谱特性的补偿方法
CN106299992A (zh) * 2015-05-20 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 光纤放大器增益控制方法及装置
CN105871468A (zh) * 2016-03-30 2016-08-17 武汉光迅科技股份有限公司 一种实现混合光纤放大器目标增益精确控制的方法及混合光纤放大器
CN109103741A (zh) * 2018-09-04 2018-12-28 武汉光迅科技股份有限公司 一种拉曼光纤放大器的增益动态控制方法、装置和系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114383640A (zh) * 2021-12-16 2022-04-22 之江实验室 一种分布式光纤布拉格光栅传感器测控系统
CN114383640B (zh) * 2021-12-16 2024-06-11 之江实验室 一种分布式光纤布拉格光栅传感器测控系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20230402814A1 (en) 2023-12-14
WO2022082986A1 (zh) 2022-04-28
CN112310791B (zh) 2021-10-12
EP4235983A1 (en) 2023-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1128504B1 (en) Optical amplifier
US6903865B2 (en) Communication system using S-band Er-doped fiber amplifiers with depressed cladding
EP1030414B1 (en) Article comprising an L-band optical fiber amplifier
EP0929922B1 (en) Hybrid optical amplifier having improved gain tilt
US6222962B1 (en) Optical amplifier
EP0910141A1 (en) Optically amplifying fiber and amplifier with such a fiber
Choi et al. New pump wavelength of 1540-nm band for long-wavelength-band erbium-doped fiber amplifier (L-band EDFA)
US20040197105A1 (en) Variable gain multi-stage optical amplifier
JP2001313433A (ja) 光増幅器及び光増幅方法
CN112310791B (zh) 一种增益调节方法和光纤放大器
CN101341635B (zh) 多级光纤放大器和用于匹配多级光纤放大器的泵浦功率的方法
Liang et al. The L-band EDFA of high clamped gain and low noise figure implemented using fiber Bragg grating and double-pass method
EP1385279B1 (en) Optical amplifier
Hsu et al. Optimal design of optically gain-clamped L-band erbium-doped fiber amplifier
Talam et al. EDFA gain flattening using fiber Bragg gratings employing different host materials
Kakui et al. Long-wavelength-band optical amplifiers employing silica-based erbium doped fibers designed for wavelength division multiplexing systems and networks
Qian et al. Gain-flattened, extended L-band (1570–1620 nm), high power, low noise erbium-doped fiber amplifiers
EP1115184A2 (en) Multi-stage optical amplifier
EP1493211B1 (en) Optical amplifiers
EP0944939B1 (en) Fiber amplifier with reduced temperature dependent gain flatness distortion
Rapp Reconfigurable gain-flattened erbium-doped fiber amplifiers with variable gain at improved noise characteristics
JP2003332660A (ja) 光増幅モジュール、光増幅器、光通信システム及び白色光源
CN117013347A (zh) 全频带大功率光学放大器
Yu et al. Analysis of dual-stage erbium-doped fibre amplifiers with passive equalisation filters
EP1355392B1 (en) Optical amplification module

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant