CN117200891A - 降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低LP‑band掺铒光纤放大器噪声的方法及装置。其包括：对一LP‑band掺铒光纤放大器，提供一预设的C‑band ASE光信号，以在所述LP‑band掺铒光纤放大器内同时具有LP‑band光信号以及C‑band ASE光信号，其中，在LP‑band掺铒光纤放大器内，利用泵浦光对LP‑band光信号以及C‑band ASE光信号进行增益放大；在泵浦光被吸收后，利用C‑band ASE光信号对LP‑band光信号进行增益放大，以降低LP‑band掺铒光纤放大器传输LP‑band光信号的噪声。本发明能有效降低EDFA传输LP‑band光信号的噪声，且与LP‑band的EDFA兼容，提高LP‑band的EDFA的性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种方法及装置，尤其是一种降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法及装置。
背景技术
为了充分挖掘光通信网络的通信带宽上限，波分复用、较低的铺设成本和更高的传输容量成为光纤通信领域的首选方案与研究热点。更宽的波长带宽对系统的其他器件提出了更高的要求，其中，包括掺铒光纤放大器(EDFA)。
对于工作在CP-band(1524nm-1572nm)的掺铒光纤放大器来说，使用范围已趋于饱和，无法满足使用要求；同理，传统的L-band(1570nm-1610nm)掺铒光纤放大器(EDFA)增益带宽已不能满足密集波分复用系统的要求，而长波段LP-band(1575nm-1626.5nm)不仅能有效增加通信带宽，而且因为长波段会运用更多的色散位移光纤，从而有效避免FWM效应导致的性能衰减，逐渐引起了人们的广泛关注。
但相比工作在C-band、L-band的EDFA，LP-band的EDFA的噪声表现较差，降低后续通信性能，难以满足实际的应用需求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法及装置，其能有效降低EDFA传输LP-band光信号的噪声，且与LP-band的EDFA兼容，提高LP-band的EDFA的性能。
按照本发明提供的技术方案，所述降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，所述降低噪声的方法包括：
对一LP-band掺铒光纤放大器，提供一预设的C-band ASE光信号，以在所述LP-band掺铒光纤放大器内同时具有LP-band光信号以及C-band ASE光信号，其中，
在LP-band掺铒光纤放大器内，利用泵浦光对LP-band光信号以及C-band ASE光信号进行增益放大；
在泵浦光被吸收后，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大，以降低LP-band掺铒光纤放大器传输LP-band光信号的噪声。
在LP-band掺铒光纤放大器内，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大后，利用增益平坦滤波器GFF将C-band ASE光信号滤除。
所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器内，或者，
所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器内部生成。
C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器内时，所述LP-band掺铒光纤放大器与一器外分光器适配连接，其中，
所述器外分光器的第一分光端接收LP-band光信号；
器外分光器的第二分光器接收C-band ASE光信号。
所述器外分光器包括99/01分光器，其中，所述器外分光器的第一分光端为99％分光端，所述器外分光器的第二分光端为1％分光端。
所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器内部生成时，所述LP-band掺铒光纤放大器包括沿光路方向上依次分布的隔离器、器内分光器、波分复用器以及与所述波分复用器适配连接的掺铒光纤，其中，
器内分光器的第一分光端连接隔离器的输出端；
器内分光器的第二分光端接反射镜的反射光；
器内分光器的第三分光端接波分复用器的输入端；
波分复用器的输入端还与泵浦源适配连接。
在所述反射镜的反射光的光路上设置用于调整反射光光强的衰减器。
器内分光器的第四分光端与光电探测器连接，其中，
器内分光器的第一分光端、第三分光端均为95％分光端，所述器内分光器的第二分光端、第四分光端均为5％分光端。
所述泵浦源产生泵浦光的波长为980nm。
一种降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的装置，至少包括LP-band掺铒光纤放大器，所述LP-band掺铒光纤放大器利用上述方法降低传输LP-band光信号的噪声。
本发明的优点：将LP-band掺铒光纤放大器中无用的C-band ASE光信号用于对LP-band光信号的增益放大，能有效降低EDFA传输LP-band光信号的噪声，提高泵浦增益效率，克服了本技术领域的技术偏见。根据预设C-band ASE光信号情况，可与现有的LP-band掺铒光纤放大器兼容，提高LP-band的EDFA的性能。
附图说明
图1为本发明的一种实施例示意图。
图2为本发明的另一种实施例示意图。
图3为本发明降低噪声的对比示意图。
附图标记说明：1-LP-band掺铒光纤放大器、2-器外分光器、3-C-band ASE模块、4-光谱仪、5-隔离器、6-器内分光器、7-衰减器、8-反射镜、9-光电探测器、10-泵浦源、11-波分复用器以及12-掺铒光纤。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
为了能有效降低EDFA传输LP-band光信号的噪声，对降低LP-band掺铒光纤放大器1噪声的方法，本发明的一种实施例中，所述降低噪声的方法包括：
对一LP-band掺铒光纤放大器1，提供一预设的C-band ASE光信号，以在所述LP-band掺铒光纤放大器1内同时具有LP-band光信号以及C-band ASE光信号，其中，
在LP-band掺铒光纤放大器1内，利用泵浦光对LP-band光信号以及C-band ASE光信号进行增益放大；
在泵浦光被吸收后，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大，以降低LP-band掺铒光纤放大器1传输LP-band光信号的噪声。
具体地，LP-band掺铒光纤放大器1即为能满足LP-band光信号传输的掺铒光纤放大器，为了能降低LP-band掺铒光纤放大器1传输LP-band光信号的噪声，本发明的一种实施例中，需提供一预设的C-band ASE光信号，以配置在LP-band掺铒光纤放大器1内同时具有LP-band光信号以及C-band ASE光信号，其中，C-band ASE光信号的波长在1528nm～1565nm，C-band ASE光信号的功率比LP-band光信号的功率小20db～30db。
本技术领域人员周知，在LP-band掺铒光纤放大器1内具有掺铒光纤12，且掺铒光纤12的长度一般大于5米。LP-band掺铒光纤放大器1工作时，还需要利用泵浦光，泵浦光的波长一般为980nm。
由于C-band ASE光信号是掺铒光纤12比较容易放大的波长，因此，泵浦光刚进入到掺铒光纤12后，C-band ASE光信号会快速被放大，LP-band光信号光会比较慢的被放大，由于LP-band掺铒光纤放大器1的掺铒光纤比较长，980nm的泵浦光泵会被完全吸收掉(如掺铒光纤12的长度至少为5米)，此时，C-band ASE光信号达到一个增益顶峰，LP-band光信号也有一些增大。
当泵浦光被吸收后，C-band ASE光信号的功率会逐步变小，掺铒光纤12内铒离子吸收C-band ASE光信号的能量由基态跃迁至亚稳态，从而可继续放大LP-band光信号，同时继续维持了粒子数的反转分布，可减小了EDFA传输LP-band光信号的噪声。
本发明的一种实施例中，在LP-band掺铒光纤放大器1内，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大后，利用增益平坦滤波器GFF将C-band ASE光信号滤除。
具体地，通过增益平坦滤波器GFF有滤除C-band ASE光信号的能力，增益平坦滤波器GFF一般分布于掺铒光纤12的尾部，此时，会减小C-band ASE光信号在掺铒光纤12尾部的功率，这样基本维持了LP-band掺铒光纤放大器1对LP-band光信号的放大，并且减小了噪声。增益平坦滤波器GFF具体可采用现有常用的形式，以能满足对C-band ASE光信号的滤除能力，且能满足LP-band增益信号在平坦度方面的需求为准。
此外，如果只是利用980nm的泵浦光放大LP-band光信号，980nm泵浦光被完全吸收掉后，LP-band光信号基本也达到了功率顶峰，之后LP-band光信号会慢慢变小，没有C-bandASE光信号继续放大LP-band光信号的过程，无法有效降低噪声。
本发明的一种实施例中，所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器1的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器1内，或者，
所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器1内部生成。
由上述说明可知，为了降低噪声，需要将LP-band光信号以及C-band ASE光信号同时送入LP-band掺铒光纤放大器1内，因此，预设的C-band ASE光信号可在LP-band掺铒光纤放大器1的外部生成或在所述LP-band掺铒光纤放大器1内部生成，图1中示出了预设的C-band ASE光信号可在LP-band掺铒光纤放大器1的外部生成的一种实施例，图2中示出了C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器1内部生成的一种实施例，下面结合图1和图2进行具体的说明。
图1中，C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器1的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器1内时，所述LP-band掺铒光纤放大器1与一器外分光器2适配连接，其中，
所述器外分光器2的第一分光端接收LP-band光信号；
器外分光器2的第二分光器接收C-band ASE光信号。
图中，LP-band掺铒光纤放大器1可采用现有常用传输LP-band光信号的形式，所述器外分光器2包括99/01分光器，其中，所述器外分光器2的第一分光端为99％分光端，所述器外分光器2的第二分光端为1％分光端，器外分光器2可采用现有常用的形式，具体可根据需要选择。
为了能生成C-band ASE光信号，图1中，器外分光器2的第二分光端连接C-bandASE模块3，也即可利用C-band ASE模块3生成C-band ASE光信号，通过C-band ASE模块3生成C-band ASE光信号的光强可调节，C-band ASE模块3可采用现有常用的形式，具体以能生成C-band ASE光信号，并加载到LP-band掺铒光纤放大器1为准。图1中，LP-band掺铒光纤放大器1的输出端还可连接一光谱仪4，利用光谱仪4可对输出光信号的光谱进行测量。
图2中，所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器1内部生成时，所述LP-band掺铒光纤放大器1包括沿光路方向上依次分布的隔离器5、器内分光器6、波分复用器11以及与所述波分复用器11适配连接的掺铒光纤12，其中，
器内分光器6的第一分光端连接隔离器5的输出端；
器内分光器6的第二分光端接反射镜8的反射光；
器内分光器6的第三分光端接波分复用器11的输入端；
波分复用器11的输入端还与泵浦源10适配连接。
图中，器内分光器6的第四分光端与光电探测器9连接，其中，
器内分光器6的第一分光端、第三分光端均为95％分光端，所述器内分光器6的第二分光端、第四分光端均为5％分光端。
图2中，通过隔离器5可接收外部的LP-band光信号，隔离器5、器内分光器6、波分复用器11、反射镜8以及泵浦源10可采用现有常用的形式，利用泵浦源10产生泵浦光的波长为980nm。
利用反射镜8可实现对光反射，反射镜8反射并进入到器内分光器6的光即形成C-band ASE光信号，也即可实现在LP-band掺铒光纤放大器1内实现C-band ASE光信号的生成。具体实施时，反射镜8反射形成的C-band ASE光信号，具体是指掺铒光纤12自身产生的反向C-band ASE光信号，经过波分复用器11以及器内分光器6达到反射镜8。一般地，正常工作时，只要泵浦源10工作并向掺铒光纤12内送入980nm的泵浦光时，掺铒光纤12即会产生反向C-band ASE光信号
本发明的一种实施例中，在所述反射镜8的反射光的光路上设置用于调整反射光光强的衰减器7。具体地，利用衰减器7可实现对经反射镜8反射光光强的调整，此时即可实现对生成C-band ASE光信号的光强调整，衰减器7可采用现有常用的形式，如不加电压时，具有最小的衰减，衰减器7加5V电压时，可实现25db以上的衰减能力，衰减器7的选择以能实现对光强的衰减调整为准。具体工作时，利用反射镜8与衰减器7配合，配置C-band ASE光信号满足上述波长以及功率的关系。
综上，可得到降低LP-band掺铒光纤放大器1噪声的装置，本发明的一种实施例中，至少包括LP-band掺铒光纤放大器1，所述LP-band掺铒光纤放大器1利用上述所述的方法降低传输LP-band光信号的噪声。
具体地，降低LP-band掺铒光纤放大器1噪声的实现方式以及过程可参考上述说明，图3中示出了在LP-band掺铒光纤放大器1内同时存在C-band ASE光信号以及LP-band光信号下，可对LP-band光信号进行持续地增益放大，降低噪声。
由上述说明可知，本发明将LP-band掺铒光纤放大器1中无用的C-band ASE光信号用于对LP-band光信号的增益放大，能有效降低EDFA传输LP-band光信号的噪声，提高泵浦增益效率，克服了本技术领域的技术偏见。根据预设C-band ASE光信号情况，可与现有的LP-band掺铒光纤放大器1兼容，提高LP-band的EDFA的性能。
最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是，所述降低噪声的方法包括：
对一LP-band掺铒光纤放大器，提供一预设的C-band ASE光信号，以在所述LP-band掺铒光纤放大器内同时具有LP-band光信号以及C-band ASE光信号，其中，
在LP-band掺铒光纤放大器内，利用泵浦光对LP-band光信号以及C-band ASE光信号进行增益放大；
在泵浦光被吸收后，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大，以降低LP-band掺铒光纤放大器传输LP-band光信号的噪声。
2.根据权利要求1所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是：在LP-band掺铒光纤放大器内，利用C-band ASE光信号对LP-band光信号进行增益放大后，利用增益平坦滤波器GFF将C-band ASE光信号滤除。
3.根据权利要求1或2所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是：所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器内，或者，
所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器内部生成。
4.根据权利要求3所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是：C-bandASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器的外部生成并加载到所述LP-band掺铒光纤放大器内时，所述LP-band掺铒光纤放大器与一器外分光器适配连接，其中，
所述器外分光器的第一分光端接收LP-band光信号；
器外分光器的第二分光器接收C-band ASE光信号。
5.根据权利要求4所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是：所述器外分光器包括99/01分光器，其中，所述器外分光器的第一分光端为99％分光端，所述器外分光器的第二分光端为1％分光端。
6.根据权利要求3所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是，所述C-band ASE光信号在所述LP-band掺铒光纤放大器内部生成时，所述LP-band掺铒光纤放大器包括沿光路方向上依次分布的隔离器、器内分光器、波分复用器以及与所述波分复用器适配连接的掺铒光纤，其中，
器内分光器的第一分光端连接隔离器的输出端；
器内分光器的第二分光端接反射镜的反射光；
器内分光器的第三分光端接波分复用器的输入端；
波分复用器的输入端还与泵浦源适配连接。
7.根据权利要求6所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是，在所述反射镜的反射光的光路上设置用于调整反射光光强的衰减器。
8.根据权利要求6所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是，器内分光器的第四分光端与光电探测器连接，其中，
器内分光器的第一分光端、第三分光端均为95％分光端，所述器内分光器的第二分光端、第四分光端均为5％分光端。
9.根据权利要求6所述的降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的方法，其特征是，所述泵浦源产生泵浦光的波长为980nm。
10.一种降低LP-band掺铒光纤放大器噪声的装置，其特征是，至少包括LP-band掺铒光纤放大器，所述LP-band掺铒光纤放大器利用上述权利要求1～权利要求9中任一项所述的方法降低传输LP-band光信号的噪声。
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