CN1213195A - 双向光学纤维放大器 - Google Patents

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Abstract

一种用于双向放大信号的双向光放大器,包括:第一和第二发射器;第一和第二接收器;一纤维放大器;第一光学循环器;第二光学循环器;第一波长划分多路传输耦合器;第二波长划分多路传输耦合器;和一对光泵,用于生成第一和第二抽运光。该双向光放大器可通过使用一纤维放大器双向放大信号光。

Description

双向光学纤维放大器
本发明涉及一种光放大器，且更具体地，涉及一种用于双向发射或放大信号光的改进的光学纤维放大器。
近来使用光学纤维的光通信技术的改进已取得了以相对低的成本实现高数据传输率的性能。然而，由于传输数据量的快速增加，对光通信中双向发射或放大信号光的需要也日益增大。因此，近年来已开发出各种类型的利用光学纤维的双向光放大器来满足这些需求。
在图1中，示出了一种如美国专利号为5,548,438，题为“双向光放大器”的美国专利中公开的，利用一四端口光学循环器的现有技术的双向光放大器100。该光放大器100包括一具有四个端口A、B、C和D的循环器110、一第一和一第二纤维放大器122、128、一多路调制器130、一第一和一第二激光器140、142和一隔离器124。在该光放大器100中，上游信号进入光学循环器110的端口A并在由两纤维放大器122、128放大后从光学循环器110的端口D出去。来自端口B的上游信号被第一纤维放大器122放大，其中第一激光器140抽运第一纤维放大器122以使起到具有低噪声因数和某些增益的前置放大器的作用。被前置放大的上游信号到达隔离器124，隔离器124可消除与该被前置放大的上游信号的方向相反传播的一放大的自发发射(ASE)。
通过隔离器124的上游信号被传输给第二纤维放大器128。第二激光器142抽运第二纤维放大器128以使起到具有高输出功率的功率升压器的作用。该放大的上游信号进入光学循环器110的端口C并从光学循环器110的端口D出去，从而通过使用两纤维放大器122、128对上游信号进行放大。
另一方面，一下游信号自光学循环器110的端口D传输至端口A。
上述双向光放大器的主要缺点之一是它需要附加的纤维放大器来放大下游信号。
因此，本发明的主要目的在于提供一种可通过使用一纤维放大器双向放大信号光的光放大器。
根据本发明，提供有一种用于双向放大信号的双向光放大器，包括：第一和第二发射器，用于分别生成第一和第二信号光；第一和第二接收器，用于分别接收第一和第二信号光；一纤维放大器，用于放大第一和第二信号光；第一光学循环器，包括第一、第二和第三端口，用于将来自第一发射器的第一信号光传送给该纤维放大器并将来自该纤维放大器的第二信号光传送给第二接收器其中第一信号光进入第一光学循环器的第一端口并从第二端口出去；第二光学循环器，包括第一、第二和第三端口，用于将来自该纤维放大器的第一信号光传送给第一接收器并将来自第二发射器的第二信号光传送给该纤维放大器，其中第二信号光进入第二光学循环器的第一端口并从第二端口出去；第一波长划分多路传输耦合器，用于将第二信号光接至第一光学循环器的第三端口；第二波长划分多路传输耦合器，用于将第一信号光接至第二光学循环器的第三端口；和一对光泵，用于生成第一和第二抽运光。
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的以上及其它目的和特征将变得显然。
图1为现有技术的双向光放大器的概略示意图；及
图2为本发明的双向光学纤维放大器的概略示意图。
参见图2，示出有根据本发明的一优选实施例的双向光学纤维放大器200的概略示意图。
光放大器200包括第一和第二发射器210、260；第一和第二接收器212、262；第一和第二光学循环器220、225，各光学循环器220、225包括第一、第二和第三端口A、B和C；第一和第二波长划分多路传输(WDM)耦合器230、232；第一和第二光学耦合器240、242；第一和第二光泵270、272，用于分别发射第一和第二抽运光；和一纤维放大器250，其中该纤维放大器250由掺杂有例如铒离子的掺质的光学纤维制成。应注意到纤维放大器250可由掺杂有其它的稀土掺质的光学纤维制成。
在光学放大器200中，第一发射器210，例如分布反馈(DFB)激光器，生成具有波长λ1，例如1530nm的第一信号。该第一信号进入第一光学循环器220的第一端口A并从第一光学循环器220的第二端口B出去。来自第一光学循环器220的第二端口B的第一信号光通过第一WDM耦合器230被传输给第一光学耦合器240，其中第一WDM耦合器230将来自第一光学循环器220的第二端口B的第一信号光传输给第一光学耦合器240并将自第二发射器260生成的第二信号光传输给第一光学循环器220的第三端口C。第一光学耦合器240将来自第一WDM耦合器230的第一信号光传输给纤维放大器250。同时，第一光泵(OP)270，例如半导体激光器，生成第一抽运光，该第一抽运光通过第一光学耦合器240被发送给纤维放大器250以使纤维放大器250起到第一信号光的前置放大器的作用，其中第一光学耦合器240将第一信号光和第一抽运光相耦合。如果纤维放大器250由掺杂饵的纤维制成，1550nm带光和980nm带光可被分别用于信号光和第一抽运光。
然后，第一前置放大的信号光通过第二光学耦合器242被传输给第二WDM耦合器232而第二光泵(OP)272，例如半导体激光器，发射第二抽运光并将该第二抽运光发送给纤维放大器250以升压(boost)第一前置放大的信号光。第二光学耦合器242将第二抽运光与第一前置放大的信号光相耦合。在本发明的第一优选实施例中，如果纤维放大器250由掺杂饵的纤维制成，1480nm带光可被用作为第二抽运光以抽运纤维放大器250。升压的第一信号光进入第二WDM耦合器232，第二WDM耦合器232将该升压的第一信号光传输给第二光学循环器225的第三端口C。该升压的第一信号光从第二光学循环器225的第一端口A出去并传至第一接收器212。
另一方面，第二发射器260，例如DFB激光器，生成具有波长λ2，例如1560nm的第二信号光。该第二信号光进入第二光学循环器225的第一端口A并从第二光学循环器225的端口B出去。来自第二光学循环器225的第二端口B的第二信号光通过第二WDM耦合器232被传输给第二光学耦合器242，其中第二WDM耦合器232将来自第二光学循环器225的第二端口B的第二信号光传输给第二光学耦合器242且将升压的第一信号光传输给第二光学循环器225的第三端口C。第二光学耦合器242将来自第二WDM耦合器232的第二信号光传输给纤维放大器250。同时，第二光泵(OP)272生成第二抽运光，该第二抽运光通过第二光学耦合器242被发送给纤维放大器250以使纤维放大器250起到第二信号光的前置放大器的作用，其中第二光学耦合器242将第二信号光与第二抽运光相耦合。
然后，第二前置放大的信号光通过第一光学耦合器240被传输给第一WDM耦合器230。第一光泵(OP)270对纤维放大器250进行升压，从而获得一被升压的第二信号光，其中第一光学耦合器240将第一抽运光与第二前置放大的信号光相耦合。升压的第二信号光进入第一WDM耦合器230，第一WDM耦合器230将该升压的第二信号光传输给第一光学循环器220的第三端口C。升压的第二信号光从第一光学循环器220的第一端口A出去并传至第二接收器262。
尽管仅相对于优选的实施例对本发明进行了描述，但在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围和精神的前提下可作出其它的改型的变化。

Claims (14)

1、一种用于双向放大信号的双向光放大器，该光放大器包括：
第一和第二发射器，用于分别生成第一和第二信号光；
第一和第二接收器，用于分别接收第一和第二信号光；
一纤维放大器，用于放大该第一和第二信号光；
第一光学循环器，用于将来自第一发射器的第一信号光传输给该纤维放大器且将来自该纤维放大器的第二信号光传输至第二接收器；
第二光学循环器，用于将来自纤维放大器的第一信号光传输至第一接收器且将来自第二发射器的第二信号光传输至该纤维放大器；及
抽运装置，用于抽运该纤维放大器。
2、根据权利要求1的纤维放大器，其中各光学循环器包括第一、第二和第三端口。
3、根据权利要求2的纤维放大器，其中第一信号光进入第一光学循环器的第一端口并从第二端口出去。
4、根据权利要求3的纤维放大器，其中第二信号进入第二光学循环器的第一端口并从第二端口出去。
5、根据权利要求4的纤维放大器，还包括第一波长划分多路传输耦合器，用于将第二信号光传输给第一光学循环器的第三端口；和第二波长划分多路传输耦合器，用于将第一信号光传输给第二光学循环器的第三端口。
6、根据权利要求1的纤维放大器，其中该抽运装置包括一光源，用于生成一抽运光；和耦合装置，用于将该抽运光和信号光相耦合。
7、根据权利要求6的纤维放大器，其中该纤维放大器由掺杂有饵离子的掺质的光学纤维制成。
8、根据权利要求7的纤维放大器，其中该抽运装置包括用于生成第一和第二抽运光的第一和第二光源。
9、根据权利要求8的纤维放大器，其中该抽运装置还包括第一耦合器，用于将第一抽运光和信号光相耦合；和第二耦合器，用于将第二抽运光和信号光相耦合。
10、根据权利要求9的纤维放大器，其中该信号光束为1550nm带光。
11、根据权利要求10的纤维放大器，其中第一抽运光为980nm带光。
12、根据权利要求11的纤维放大器，其中第二抽运光为1480nm带光。
13、根据权利要求9的纤维放大器，其中如果第一信号光进入该纤维放大器，第一光源抽运该纤维放大器以使该纤维放大器用作为一前置放大器。
14、根据权利要求13的纤维放大器，其中第二光源抽运该纤维放大器以使该纤维放大器用作为一升压放大器。
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