CN1332519C - 带增益调整的光学放大器 - Google Patents

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Abstract

一种用于波长复用工作方式的光学放大器，它作为一种环形谐振器构成，在此，放大元件(V)的输出端接在光学环形器(OZ)及纤维光栅(FG)的串联电路上。通过环形器(OZ)，从纤维光栅(FG)反射来的窄带信号(LL)经过衰减器(VA)后被反馈至放大元件(V)的输入端上。

Description

带增益调整的光学放大器
技术领域
本发明涉及一种光学放大器，其被构成为一种环形谐振器。其中为了对放大器输出进行放大调整，窄带信号在经过衰减器及耦合元件后，重新被送到一个放大元件的输入端或一个放大级的输入端上。
背景技术
在现代光学传输系统中，数字信号的传输是通过波长复用工作的方式来进行的。该方法可以提高传输的容量，而无需增加单个传输通道的比特率。这样，在发生的延迟畸变(漂移)方面可带来很大的优点，并且使得可以采用费用较低的发送电路。
传输系统的转换或故障将导致通道接通或切断。由于传输线路中的光学放大器通常都是工作在饱和状态，因此，在没有附加测量措施的情况下，有效通道内所传输的输出信号将会在通道切断或接通时发生变化。
在“光学放大器的参考及其应用”，技术文摘，七月11-13，1996年，Monterey，加州，USA；PDP 4-1至4-5中曾公布了一种用来抵制该作用的控制电路。由一种监测器测量输出信号及控制激励电源。
第FB2-1至FB2-4页讲述了另一种放大控制的可能性。在此，通过一种激光振荡来对变换(放大)进行箝位。通过在放大器的前端或后端装设一种用作反射器的纤维光栅，便可形成一种适用于传输波谱内波长的纵向谐振器。利用激光线的振动一在激励电源足够大的情况下—增益可保持恒定。
该方案的缺点在于，放大器必须在两个方向上对激光波长透光。倘若放大器包含有光隔离器，这种条件就不容易实现。
在OFC’97技术，第130及131页中曾公布了一种放大器，其输出信号通过一种波长解复用器进行反馈，其中，反馈回路中接有一个带通滤波器及一个衰减器。反馈信号通过一种波长复用器与输入信号一起被重新送回到放大元件上。
此电路要求使用多个与波长有关的器件。
为此，在“电子学快报(Electronics Letters)”，1991年3月28日，卷27，No.7，第560及561页中，采用了一种环形谐振器。由一种纤维耦合器分出一部分放大器输出功率。利用光学带通滤波器选出窄波成分，然后将其在一种衰减器中进行衰减，并通过另外一种纤维耦合器送到放大器的输出端上。
这种放大器有一个缺点，即在输出信号中会产生用于调整的波长，也就是说，会产生所谓的激光线。
发明内容
本发明的任务为提供一种增益恒定的放大器，在该放大器中，在输出信号中形成的激光线很弱。
此任务通过一种带增益调整的光学放大器解决。所述的光学放大器被构成为一种环形谐振器。其中为了对放大器输出进行放大调整，窄带信号在经过衰减器及耦合元件后，重新被送到放大元件的输入端上，其特征在于，光学环形器和至少一个用来反射窄带信号的窄带反射器串联地接在要调整的所述放大元件上，环形器带有第二个输出端，它用于窄带信号，且与衰减器相连接，该窄带信号被反馈到所述放大元件的输入端上，而在该输入端上，另外还接有输入信号。
利用本发明，一些干扰作用，如传输光纤和接收器中由于非线性而产生的串音现象等，可在最大程度上得到消除。对于所有不同波长所采用的通道，其增益都是恒定的。此放大器自然也能够用于放大一个单独的信号。
在一种多级放大器中，为了优化噪声特性，可优选地将用于存储环行器的耦合输出激光信号的耦合器插在第一个放大级与各稳定放大级之间。
假如要对不同的信号带进行处理，那么可在环形器后接上两个或多个纤维光栅，这样是比较合适的。光栅的反射波长作如下选择，即每个反射波长都落在信号带通滤波器的通带内。由此，从相应纤维光栅反射来的激光线可以产生振动。随后，当切换到另外一个信号带通滤波器时，从其它纤维光栅反射来的相应激光线就自动地产生振动。
附图说明
下面借助于两个实施例来对本发明进行详细阐述。
其中，
附图1为本发明放大器的一种原理电路图，
附图2为一种用于不同波长的多级放大器。
具体实施方式
附图1所示的可调放大器电路图中含有一个纤维放大器或半导体激光放大器，以作为放大元件V。在其输出端上接有一个光学环形器OZ。环形器将其第一个输入端上的信号送至第一个输出端，并将该输出端上存储的信号送给第二个输出端。典型地，这种元件可从E-TEKDYNAMIKS，INC公司获取。
也可采用光学耦合器作为环形器的一种特殊实施方案，但它的衰减很高。
放大器的输出信号通过环形器后输出到放大器输出端子A上。对于用于放大元件输出信号的光学环形器，在其与放大器输出端子A之间装设了一种用来反射极窄波长区域的反射器FG，实施时该反射器可为纤维光栅或介电滤波器。
反射后具有一定波长的窄带信号，激光线LL由光学环形器的另一个输出端子输出，该输出信号在经过可变衰减器VA及耦合器后，同放大器输入端子E上的输入信号一起被送回到放大元件V的输入端，在此，耦合器由纤维耦合器FK来实现。不属于输入信号的反馈信号分量，也即图中所示的激光线LL，是在环形谐振器中产生的，它单独用来调整放大增益，并由此决定输入信号ES中需要处理的波长区域内的增益。该增益通过可变衰减器来进行调整。实际上，在输出信号AS中没有激光线。
有用信号及激光线由带填充和不带填充的指示箭头表示。
可采用一种纤维放大器作为放大元件，它必须通过另一个耦合器接到相应的激励电源上，这在现有技术中都已经公布过。同样，也可装入一种半导体激光器。
附图2示出了一种两级放大器。由于第一个放大级V1为小信号工作方式，因而它的增益(放大)不需要稳定。为了尽可能获得无噪声放大器，优选地在第一个放大级与稳定级之间插入了一个耦合器FK，以存储反馈信号，在此，稳定级为放大级V2。
经常还可装入光学带通滤波器，它能抑制传输无用的波长区域，譬如自发放射的放大成分ASE等，并且只能通过需要的波长区域。如果放大器需要对多个信号带进行处理，就必须在不同的滤波器FI1、FI2之间进行切换。通常，此处还涉及到一种用于调整作用的激光线，该激光线位于信号带内或其边缘上。为此，附图2所示的放大器带有多个按组连接的反射器，纤维光栅FG1及FG2。每个纤维光栅只反射一种波长。在利用第一种信带滤波器FI1工作时，第一个纤维光栅FG1反射的激光线LL1产生振动，当切换到第二种信带滤波器FI2后，第二个纤维光栅FG2反射的激光线LL2便会自动产生振动。该滤波器可装在放大器的输入及/或输出端上，或装在放大器区域内。
该放大器可实现用于两种信号带，它们为1536nn-1546nn及1548nn-1558nn。信带滤波器的相应导通区为1534nn-1547nn及1547nn-1560nn。两个纤维光栅反射的波长为1535nn及1559nn。利用两个放大级，放大器的增益可实现25db。
当然，多个相互独立调整的放大级也可以相互串联起来。

Claims (11)

1.一种带增益调整的光学放大器，其作为一种环形谐振器构成，为了对放大器输出进行放大调整，窄带信号(LL)在经过衰减器(VA)及耦合元件(FK)后，重新被送到放大元件(V)的输入端上，其特征在于，
光学环形器(OZ)和至少一个用来反射窄带信号(LL)的窄带反射器(FG，FG1，FG2)串联地接在要调整的所述放大元件(V)上，
环形器(OZ)带有第二个输出端，它用于窄带信号(LL)且与衰减器(VA)相连接，该窄带信号(LL)被反馈到所述放大元件(V)的输入端上，而在该输入端上，另外还接有输入信号(ES)。
2.根据权利要求1的光学放大器，其特征在于，
该环形器(OZ)作为光学耦合器构成。
 3.根据权利要求1的光学放大器，其特征在于，
带有一第一个放大级(V1)和至少一第二个放大级(V2)，其中所述第二个放大级(V2)相当于要调整的放大元件(V)。
4.根据权利要求3的光学放大器，其特征在于，
反馈的窄带信号(LL)耦合连接于该第一个放大级(V1)与要调整的该放大级(V2)之间。
5.根据权利要求2的光学放大器，其特征在于，
带有一第一个放大级(V1)和至少一第二个放大级(V2)，其中所述第二个放大级(V2)相当于要调整的放大元件(V)。
6. 根据权利要求5的光学放大器，其特征在于，
反馈的窄带信号(LL)耦合连接于该第一个放大级(V1)与要调整的该放大级(V2)之间。
7.根据上述权利要求之一的光学放大器，其特征在于，
在输入端(E)和/或输出端(A)的信路中或者在耦合元件(FK)与光学环形器(OZ)之间的放大器的区域内接入了光学滤波器(FI1，FI2)。
8.根据权利要求1-6之一的光学放大器，其特征在于，
含有作为反射器(FG，FG1，FG2)的纤维光栅。
9.根据权利要求1-6之一的光学放大器，其特征在于，
含有作为放大元件(V)或放大级(V2)的纤维放大器或半导体放大器。
10.根据权利要求1-6之一的光学放大器，其特征在于，可调整衰减器(VA)来改变放大。
11.根据权利要求1-6之一的光学放大器，其特征在于，它用于波长复用信号。
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