CN1321348C - 宽带光源 - Google Patents

Abstract

一种宽带光源，包括具有多个串联放大介质的光放大器，光放大器在宽波长范围内输出前向和后向放大的自发发射光。与光放大器串联的循环器返回从光放大器后向输出的自发发射光。位于循环器和光放大器之间的第一泵浦装置将泵浦光泵浦到光放大器，而位于光放大器之后的第二泵浦装置将泵浦光泵浦到光放大器。

Description

宽带光源

本申请要求于2003年12月22日向韩国知识产权局递交的、分配的申请号是No.2003-94671的申请“宽带光源”的优先权，该申请的内容在此被合并参考。

技术领域

本发明涉及光源，更具体地，涉及一种能够在宽波长范围内产生光的宽带光源。

背景技术

由于近年来广泛使用的波分多路复用光通信系统是用于传输多个不同波长信道的光通信系统，每一个信道包含数据，该系统必须包括多个光设备，例如用于传输每一个信道的光传输装置以及用于检测具有不同波长的各个光信号的光检测装置。

构成波分多路复用光通信系统的光设备需要用于在宽波长范围内产生光的宽带光源，作为用于测试其光性能和特性的装置。这里，还可以将宽带光源用于在宽波长范围内产生光，用于引入产生信道的每一个法布里-玻罗激光器的锁定模式。

可以将能够产生具有预定波长波段的自发发射光的稀土元素掺杂光纤放大器，或半导体光放大器用作宽带光源。但是，由于宽带光源具有较低的输出功率，因此限制了其使用。

图1是示出了传统宽带光源的结构的图。参考图1，传统的多波长光源包括第一放大介质110、第二放大介质120、用于将第一泵浦光泵浦第一放大介质110的第一泵浦装置140、用于将第二泵浦光泵浦第二放大介质120的第二泵浦装置150、位于第一和第二放大介质110和120之间的第一隔离器101、第二隔离器102以及反射器130。

第一放大介质110在两侧输出L波段自发发射光，并放大由反射器130所反射的L波段自发发射光，从而将所放大的自发发射光输出到第一隔离器101。

第一泵浦装置140包括第一泵浦光源142，用于产生泵浦第一放大介质110的第一泵浦光，以及第一波长选择耦合器141，用于将从第一泵浦光源产生的第一泵浦光输出到第一放大介质。

第一波长选择耦合器141位于反射器130和第一放大介质110之间，以便将从第一放大介质产生的L波段自发发射光输出到反射器，并且将由反射器反射的L波段自发发射光输出到第一放大介质。

第二泵浦装置150包括第二泵浦光源152，用于产生第二泵浦光，以及第二波长选择耦合器151，用于将从第二泵浦光源产生的第二泵浦光输出到第二放大介质120。

第二泵浦光源152将用于泵浦第二放大介质120的第二泵浦光输出到第二波长选择耦合器，并且可以使用光电二极管。

第二波长选择耦合器151将从第二放大介质120输出的L波段和C波段自发发射光输出到第二隔离器102。

第二泵浦光泵浦第二放大介质120，从而产生C波段自发发射光，并放大从第一隔离器101输入的L波段自发发射光，从而将所放大的自发发射光输出到第二波长选择耦合器151。

第二隔离器102通过输出端子“Output”，将L波段和C波段自发发射光输出到宽带光源的外部，并阻挡从输出端子“Output”反向进入第二放大介质120的光。

在传统的宽带光源中，第一放大介质放大由反射器反射的L波段自发发射光，并且第二放大介质再次放大由第一放大介质所放大的L波段自发发射光。因此，对于L波段自发发射光，宽带光源具有较高的放大效率。

但是，传统的反射器不能同时具有宽波长波段和高反射因子。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的是提供一种具有高功率的、能够在宽波长范围内产生光的宽带光源。

为了实现前述目的，根据本发明的一方面，提供了一种宽带光源，包括具有串联放大介质的光放大器。光放大器在宽波长范围内输出前向和后向放大的自发发射光。此外所述光源还包括与光放大器串联的循环器，用于返回从光放大器后向输出的自发发射光。第一泵浦装置位于循环器和光放大器之间，用于将泵浦光泵浦光放大器。第二泵浦装置位于光放大器之后，用于将泵浦光泵浦到光放大器。

附图说明

结合附图，从以下详细说明中，本发明的以上及其它目的、特点和优点会更加显而易见，其中：

图1是示出了传统宽带光源的结构的图；

图2是示出了根据本发明第一实施例的宽带光源的结构的图；

图3是示出了根据本发明第二实施例的宽带光源的结构的图；

图4是示出了使谱变平之前和之后的比较的图形，由根据本发明第一实施例的宽带光源输出所述谱；

图5是示出了图2所示声光调谐滤波器中光损失的图形；以及

图6是示出了从现有技术的宽带光源所输出的谱和从根据本发明第一实施例的宽带光源所输出的谱之间的比较的图形。

具体实施方式

参考附图，对根据本发明的优选实施例进行说明。在以下本发明的说明中，出于清楚的目的，省略对这里采用的已知功能和结构的细节。

根据本发明的宽带光源通过循环器，将已经从包括一个或多个放大介质的放大器输出的光发送回放大器，由此与其中通过反射器反射光的现有技术相比，将光损失减少到最小，并且稳定地放大了具有更宽波长波段的光。

图2是示出了根据本发明第一实施例的宽带光源的结构的图。宽带光源包括光放大器200、循环器260、第一泵浦装置240、第二泵浦装置250以及第二隔离器290。光放大器200在宽波长波段范围内输出前向或后向自发发射光。循环器260与光放大器200串联，并且将从光放大器后向输出的自发发射光返回到光放大器。位于光放大器200之前的第一泵浦装置240以及位于光放大器之后的第二泵浦装置250将各自的泵浦光泵浦到光放大器。

光放大器200包括彼此串联的多个放大介质210到230，并输出在宽波长范围内前向或后向放大的自发发射光。每一个放大介质210到230可以使用半导体光放大器或稀土元素掺杂光纤放大器。稀土元素掺杂光纤放大器可以通过调整其长度来调整所产生光的波长范围，而放大介质210到230通过使用具有不同波段间隙的半导体光放大器来产生或放大具有不同波长的光。

光放大器200包括用于产生并放大C波段和L波段自发发射光的第一放大介质210、用于第二次放大由第一放大介质所放大的L波段自发发射光的第二放大介质220、用于第三次放大二次放大L波段自发发射光的第三放大介质230、位于第一和第二放大介质之间的第一隔离器280以及位于第二和第三放大介质之间的声光调谐滤波器270(以下称为AOTF)。L波段自发发射光具有1570～1620nm的波长范围，而C波段自发发射光具有1520～1270nm的波长范围。

第一泵浦装置240位于循环器260和第一放大介质210之间，且包括与第一泵浦光源242相连的第一波长选择耦合器241。第一泵浦光源242产生用于泵浦第一放大介质的第一泵浦光，由此将第一泵浦光泵浦到光放大器200。

第二泵浦装置250包括用于产生第二泵浦光的第二泵浦光源252以及第二波长选择耦合器251，用于将由第三放大介质230所放大的C波段和L波段自发发射光输出到第三放大介质230的外部，并且用于将第二泵浦光输入到第三放大介质230，由此输入到光放大器200。

通过第一泵浦装置240泵浦第一放大介质210产生了C波段和L波段自发发射光。由循环器260返回的C波段自发发射光二次泵浦第一放大介质210，由此放大要输出到第一隔离器280以及第二放大介质220的L波段自发发射光。第一放大介质210可以包括有效长度的稀土元素掺杂光纤放大器或具有预定波段间隙的半导体光放大器，从而由第一泵浦装置240对其进行泵浦，以产生C波段和L波段自发发射光。第一放大介质210在与第一泵浦装置240相连的一端输出C波段自发发射光。

第二放大装置220通过由第二泵浦装置250进行的后向泵浦来产生C波段自发发射光，并且二次放大从第一放大介质输入的L波段自发发射光。

第三放大装置230也通过由第二泵浦装置250进行的后向泵浦来产生C波段自发发射光，并且第三次放大由第二放大介质220所第二次放大的L波段自发发射光。

每一个第二及第三放大介质220，230使用具有与第一放大介质210的长度不同的稀土元素掺杂光纤放大器，或具有不同波段间隙的半导体光放大器，由此产生与通过第一放大介质210所放大的L波段自发发射光不同波长范围的自发发射光。

第一隔离器280位于第一放大介质210和第二放大介质220之间，以便将从第一放大介质210输入的L波段自发发射光输出到第二放大介质220，并防止将从第二放大介质产生的C波段自发发射光输入到第一放大介质。

循环器260与第一泵浦装置240串联，并且通过第一波长选择耦合器241将从第一泵浦装置240输入的C波段自发发射光发送回光放大器200。即，循环器260利用其第二端口接收C波段自发发射光，并通过相连的第三端口输出，以将光返回到第一端口。第一端口通过第二端口将C波段自发发射光输出到第一波长选择耦合器241。

通常，很难制造具有在宽波长波段内具有统一反射因子的反射器。相反，循环器260能够在整个波长波段内以最小的损失将从光放大器200输入的C波段自发发射光返回到光放大器。

AOTF 270位于第二放大介质220和第三放大介质230之间，以便使从第二放大介质220输出的C波段和L波段自发发射光增益变平，并且将平坦的自发发射光输出到第三放大介质230。

此外，第二放大介质220和第三放大介质230包括具有不同长度的稀土元素掺杂光纤放大器，因此能够使所放大的C波段和L波段自发发射光的损失最小，并且能够获得改善的变平效果增益。即，每一个第二放大介质220以及第三放大介质230从C波段自发发射光中放大具有不同波长范围的C波段自发发射光，从而使输出谱变平而不会导致所放大自发发射光的损失。

具体地，当第三放大介质230具有与第二放大介质220的长度的3～10％相对应的长度时，宽带光源能够使C波段自发发射光输出谱变平。

图4是示出了根据本发明第一实施例的、使宽带光源的输出的谱变平之前和之后比较的图形。图5是示出了图2所示AOTF中光损失的图形。参考图4，被变平之前在1530nm波长波段处具有最高点的C波段自发发射光输出谱在1540nm处被变平，则被升高了大约2dB。

参考图5，在1530nm和1550nm波长处出现了较大的损失。但是，如图4所述，随着具有较低强度部分的强度的增大，平坦地扩展了整个C波段和L波段自发发射光输出谱。

第二隔离器290通过输出端子“Output”，将从第二波长选择耦合器251输出的C波段和L波段自发发射光输出到宽带光源的外部，并阻挡从输出端子“Output”反向进入第二波长选择耦合器251的光。

图3是示出了根据本发明第二实施例的宽带光源的结构的图。参考图3，宽带光源包括光放大器300、第一泵浦装置340、第二泵浦装置350、循环器360以及第二隔离器390。光放大器300在宽波长波段范围内输出前向或后向自发发射光。循环器360与光放大器300串联，并且将从光放大器后端输出的自发发射光返回到光放大器。位于光放大器300之前的第一泵浦装置340将泵浦光前向泵浦到光放大器，而位于光放大器之后的第二泵浦装置350将泵浦光后向泵浦到光放大器。

光放大器300包括用于产生并放大C波段和L波段自发发射光的第一放大介质310、用于第二次放大由第一放大介质310所放大的L波段自发发射光的第二放大介质320、用于第三次放大L波段自发发射光的第三放大介质330、位于第一放大介质310和第二放大介质320之间的第一隔离器380以及位于第二放大介质和第三放大介质之间的增益平坦滤波器370。增益平坦滤波器370可以使用根据预定波长具有不同损失量的薄膜类型增益平坦滤波器。

第一泵浦装置340包括第一波长选择耦合器341以及第一泵浦光源342，以便将泵浦光泵浦到光放大器300。第二泵浦装置350包括第二波长选择耦合器251和第二泵浦光源252，以便将泵浦光泵浦到光放大器300。第一泵浦装置340和第二泵浦装置350均将所产生或所放大的自发发射光输出到宽带光源的外部。进一步的说明与第一实施例的重复，这里将其省略。

图6是示出了从现有技术的宽带光源所输出的谱和从根据本发明第一实施例的宽带光源所输出的谱之间的比较的图形。如图所示，与现有技术相比较，获得了具有高增益效率的平坦的C波段和L波段自发发射光。

根据本发明的宽带光源通过循环器将从放大器产生的自发发射光返回到放大器，由此与利用反射镜反射自发发射光的宽带光源相比，具有高增益效率地在宽波长范围内放大了自发发射光。

尽管参考特定的优选实施例示出并描述了本发明，本领域的技术人员能够理解的是，在不脱离由所附的权利要求所限定的本发明精神和范围的前提下，可以进行多种形式和细节的改变。

Claims (15)

1.一种宽带光源，包括：

包括多个串联放大介质的光放大器，所述光放大器在一宽波长范围内输出前向和后向放大的自发发射光；

与光放大器串联的循环器，所述循环器用于接收向后输出的光，并将所接收的光返回到光放大器；

第一泵浦装置，位于循环器和光放大器之间，用于将泵浦光泵浦到光放大器；以及

第二泵浦装置，位于光放大器之后，用于将泵浦光泵浦到光放大器。

2.根据权利要求1所述的宽带光源，其特征在于所述多个放大介质包括：

第一放大介质，用于产生并放大C波段和L波段自发发射光，并通过由循环器返回的C波段自发发射光来放大L波段自发发射光；

第二放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第二次放大由第一放大介质所放大的L波段自发发射光；以及

第三放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第三次放大由第二放大介质二次放大的L波段自发发射光。

3.根据权利要求2所述的宽带光源，其特征在于所述第一到第三放大介质中的每一个包括稀土元素掺杂光纤放大器。

4.根据权利要求2所述的宽带光源，其特征在于所述第三放大介质包括具有与第二放大介质的长度的3～10％相对应长度的稀土元素光纤放大器。

5.根据权利要求2所述的宽带光源，其特征在于所述光放大器包括：

第一隔离器，位于第一放大介质和第二放大介质之间，用于将L波段自发发射光输出到第二放大介质，并防止将从第二放大介质产生的C波段自发发射光输入到第一放大介质；以及

增益平坦滤波器，位于第二和第三放大介质之间，用于增益平坦从第二放大介质输出的L波段和C波段自发发射光，并将平坦的自发发射光输出到第三放大介质。

6.根据权利要求5所述的宽带光源，其特征在于所述滤波器包括声光调谐滤波器。

7.根据权利要求5所述的宽带光源，其特征在于所述源具有输出端子，第二泵浦装置位于所述光放大器和输出端子之间，所述源还包括位于第二泵浦装置和输出端子之间的隔离器，第二泵浦装置具有波长选择耦合器，隔离器将从波长选择耦合器输出的C波段和L波段自发发射光输出到宽带光源的输出端子，隔离器阻挡光从输出端子反向进入波长选择耦合器。

8.根据权利要求2所述的宽带光源，其特征在于所述源具有输出端子，第二泵浦装置位于所述光放大器和输出端子之间，所述源还包括位于第二泵浦装置和输出端子之间的隔离器，第二泵浦装置具有波长选择耦合器，隔离器将从波长选择耦合器输出的C波段和L波段自发发射光输出到宽带光源的输出端子，隔离器阻挡光从输出端子反向进入波长选择耦合器。

9.根据权利要求1所述的宽带光源，其特征在于所述源具有输出端子，第二泵浦装置位于所述光放大器和输出端子之间，所述源还包括位于第二泵浦装置和输出端子之间的隔离器，第二泵浦装置具有波长选择耦合器，隔离器将从波长选择耦合器输出的C波段和L波段自发发射光输出到宽带光源的输出端子，隔离器阻挡光从输出端子反向进入波长选择耦合器。

10.根据权利要求1所述的宽带光源，其特征在于所述第一泵浦装置包括：

第一波长选择耦合器，位于循环器和第一放大介质之间，用于输入和输出由第一放大介质输出的C波段自发发射光；以及

第一泵浦光源，用于通过第一波长选择耦合器，将用于泵浦第一放大介质的第一泵浦光输出到第一放大介质。

11.根据权利要求10所述的宽带光源，其特征在于所述多个放大介质包括：

第一放大介质，用于产生并放大C波段和L波段自发发射光，并通过由循环器返回的C波段自发发射光来放大L波段自发发射光；

第二放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第二次放大由第一放大介质所放大的L波段自发发射光；以及

第三放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第三次放大由第二放大介质二次放大的L波段自发发射光。

12.根据权利要求11所述的宽带光源，其特征在于所述第一到第三放大介质中的每一个包括稀土元素掺杂光纤放大器。

13.根据权利要求1所述的宽带光源，其特征在于所述第二泵浦装置包括：

第二泵浦光源，用于产生第二泵浦光；以及

第二波长选择耦合器，用于将通过第三放大介质所放大的C波段和L波段自发发射光输出到第三放大介质的外部，并将第二泵浦光输入到第三放大介质。

14.根据权利要求13所述的宽带光源，其特征在于所述多个放大介质包括：

第一放大介质，用于产生并放大C波段和L波段自发发射光，并通过由循环器返回的C波段自发发射光来放大L波段自发发射光；

第二放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第二次放大由第一放大介质所放大的L波段自发发射光；以及

第三放大介质，用于通过由第二泵浦装置的后向泵浦产生C波段自发发射光，并第三次放大由第二放大介质二次放大的L波段自发发射光。

15.根据权利要求14所述的宽带光源，其特征在于所述第一到第三放大介质中的每一个包括稀土元素掺杂光纤放大器。

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