CN203850612U - 一种分布式光纤拉曼放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种分布式光纤拉曼放大器，光信号经光纤隔离器进入传输光纤，传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器。波分复用器信号公共端的输出为本分布式光纤拉曼放大器的输出，输出放大的光信号。在本放大器的传输光纤中插入1或2个抑制瑞利噪声的可饱和吸收体。可为半导体可饱和吸收体，或碳纳米管可饱和吸收体。插入1个可饱和吸收体时分为2段的传输光纤的长度约为总长的一半。插入2个可饱和吸收体时分为3段的传输光纤的长度约为总长的1/3。也可是双向泵浦的分布式光纤拉曼放大器。本新型有效地抑制瑞利噪声的增益，实现了高增益、低噪声的拉曼放大，增长了光纤通信的全光中继距离。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤放大器，具体涉及应用于光纤通信中继放大的一种分布式光纤拉曼放大器。
背景技术
分布式光纤拉曼放大器具有非常低的噪声系数，在光纤通信链路中使用分布式光纤拉曼放大器的光信噪比（OSNR）比使用掺铒光纤放大器（EDFA）高4dB～5dB，因此可大大延长最大无电再生中继传输距离，或者更加适用于更高速率的光信号中继放大。然而，当光纤拉曼放大器的开关增益较高时，拉曼放大器的后向双瑞利散射噪声（DRB，后面简称瑞利噪声）水平会超过自发辐射噪声（ASE）水平，成为主要噪声源，严重影响通信信号质量。
实用新型内容
为了克服目前的分布式光纤拉曼放大器在高开关增益状态下瑞利噪声过大的缺点，本实用新型提供可以抑制瑞利噪声的一种分布式光纤拉曼放大器。
本实用新型所设计的分布式光纤拉曼放大器包括光纤隔离器、拉曼泵浦激光器、波分复用器和传输光纤，所述光纤隔离器与光纤放大器的工作波长和输出功率相匹配，光信号经光纤隔离器后进入传输光纤，传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器。波分复用器将拉曼泵浦激光器的拉曼泵浦光与传输光纤的光信号耦合，光信号在传输过程中得到拉曼放大，波分复用器信号公共端的输出为本分布式光纤拉曼放大器的输出，输出放大的光信号。在本分布式光纤拉曼放大器的传输光纤中插入1或2个可饱和吸收体。
可饱和吸收体为新型光器件，其对大功率光信号插入损耗很小、而对小功率的噪声信号插入损耗很大。因此，功率水平较低的瑞利噪声以非常大的损耗透过传输光纤中插入的可饱和吸收体，而拉曼泵浦光和信号光以很小的损耗透过该可饱和吸收体，即削弱光信号传输过程中产生的一次后向瑞利散射的累积功率，也削弱了与光信号同向传输的二次瑞利散射噪声即后向双瑞利散射噪声。
在分布式光纤拉曼放大器的传输光纤中插入1个可饱和吸收体，传输光纤被该可饱和吸收体分为2段，每段的长度为传输光纤总长度的40%～60%。
在分布式光纤拉曼放大器的传输光纤中插入2个可饱和吸收体，传输光纤被2个可饱和吸收体分为3段，每段传输光纤的长度为传输光纤总长度的25%～35%。
较佳方案为：在分布式光纤拉曼放大器的传输光纤中插入1个可饱和吸收体，传输光纤被该可饱和吸收体分为长度相等的2段传输光纤。
在分布式光纤拉曼放大器的传输光纤中插入2个可饱和吸收体，传输光纤被该2个可饱和吸收体分为长度相等的3段传输光纤。
所述可饱和吸收体是半导体可饱和吸收体，或者是碳纳米管可饱和吸收体。
所述分布式光纤拉曼放大器是后向泵浦的分布式光纤拉曼放大器，传输光纤末端连接波分复用器和拉曼泵浦激光器。
所述分布式光纤拉曼放大器也可以是双向泵浦的分布式光纤拉曼放大器，传输光纤前端连接前向波分复用器和前向拉曼泵浦激光器，传输光纤末端连接波分复用器和拉曼泵浦激光器。光信号经光纤隔离器后进入前向波分复用器的输入端，前向拉曼泵浦激光器输出端连接波分复用器的泵浦信号输入端，其泵浦激光进入前向波分复用器，前向波分复用器的公共端连接传输光纤前端，前向波分复用器耦合拉曼泵浦光和光信号共同进入传输光纤，光信号在传输过程中同时得到拉曼放大；在传输光纤的中插入1或2个可饱和吸收体，抑制瑞利噪声；传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器输出端，波分复用器公共端的输出为本分布式光纤拉曼放大器的输出。
所述拉曼泵浦激光器是光纤拉曼激光器、单支半导体拉曼泵浦激光器和多支偏振合束的半导体拉曼泵浦激光器中的任一种，或者是多支不同波长的半导体拉曼泵浦激光器波分复用的拉曼泵浦激光器。
所述传输光纤是满足ITU-T G.652～G.655中任一个标准的单模光纤，或者是色散补偿光纤（DCF）、或者是高非线性光纤。ITU-T为国际电信联盟的远程通信标准化组织(ITU-T for ITU Telecommunication StandardizationSector)。
与现有技术相比，本实用新型分布式光纤拉曼放大器的有益效果是：克服了分布式光纤拉曼放大器在高开关增益下瑞利噪声功率过大、严重影响光纤通信质量的缺点，实现了高增益、低噪声的拉曼放大效果，有利于光纤通信实现更长的全光中继距离，也有助于超高速率光通信的有效传输放大。
附图说明
图1为本分布式光纤拉曼放大器实施例1反向泵浦的分布式光纤拉曼放大器结构示意图。
图2为本分布式光纤拉曼放大器实施例2双向泵浦的分布式光纤拉曼放大器结构示意图。
具体实施方式
分布式光纤拉曼放大器实施例1
本分布式光纤拉曼放大器实施例1如图1所示，为后向泵浦的分布式光纤拉曼放大器，光信号经光纤隔离器后进入传输光纤，传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器的输出端。在传输光纤的中插入1个可饱和吸收体，连接光纤隔离器和波分复用器的传输光纤被该可饱和吸收体分为长度相等的2段传输光纤。波分复用器公共端为本分布式光纤拉曼放大器的输出端，可连接通信光纤。
所述光纤隔离器与光纤放大器的工作波长和输出功率相匹配。
本例可饱和吸收体是半导体可饱和吸收体。
本例拉曼泵浦激光器是光纤拉曼激光器，
本例传输光纤是满足ITU-T G.652标准的通信光纤。
分布式光纤拉曼放大器实施例2
本分布式光纤拉曼放大器实施例2如图2所示，为双向泵浦的分布式光纤拉曼放大器，光信号经光纤隔离器后进入前向波分复用器的输入端，前向拉曼泵浦激光器输出端连接前向波分复用器的泵浦信号输入端，其泵浦激光进入前向波分复用器，前向波分复用器的公共端连接传输光纤前端，前向波分复用器耦合拉曼泵浦光和光信号共同进入传输光纤，光信号在传输过程中同时得到拉曼放大；在传输光纤中插入了可饱和吸收体1和可饱和吸收体2，传输光纤被该2个可饱和吸收体分为长度相等的3段：传输光纤1、传输光纤2和传输光纤3。传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器输出端，波分复用器公共端的输出为本分布式光纤拉曼放大器的输出。
所述光纤隔离器与光纤放大器的工作波长和输出功率相匹配。
本例可饱和吸收体是碳纳米管可饱和吸收体。
本例拉曼泵浦激光器是单支半导体拉曼泵浦激光器。
本例传输光纤是满足ITU-T G.655标准的通信光纤。
上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种分布式光纤拉曼放大器，包括光纤隔离器、拉曼泵浦激光器、波分复用器和传输光纤，所述光纤隔离器与光纤放大器的工作波长和输出功率相匹配，光信号经光纤隔离器后进入传输光纤，传输光纤末端连接波分复用器的输入端，波分复用器的泵浦信号输入端连接拉曼泵浦激光器；波分复用器公共端的输出为分布式光纤拉曼放大器的输出，其特征在于：
所述传输光纤中插入1或2个可饱和吸收体。
2.根据权利要求1所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述传输光纤中插入1个可饱和吸收体，传输光纤被该可饱和吸收体分为2段，每段的长度为传输光纤总长度的40%～60%；
或者，所述传输光纤中插入2个可饱和吸收体，传输光纤被2个可饱和吸收体分为3段，每段传输光纤的长度为传输光纤总长度的25%～35%。
3.根据权利要求1所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述传输光纤中插入1个可饱和吸收体，传输光纤被该可饱和吸收体分为长度相等的2段传输光纤；
或者，所述传输光纤中插入2个可饱和吸收体，传输光纤被该2个可饱和吸收体分为长度相等的3段传输光纤。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述可饱和吸收体是半导体可饱和吸收体，或者是碳纳米管可饱和吸收体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述分布式光纤拉曼放大器是双向泵浦的分布式光纤拉曼放大器，传输光纤前端连接前向波分复用器和前向拉曼泵浦激光器，传输光纤末端连接波分复用器和拉曼泵浦激光器；光信号经光纤隔离器后进入前向波分复用器的输入端，前向拉曼泵浦激光器输出端连接波分复用器的泵浦信号输入端，其泵浦激光进入前向波分复用器，前向波分复用器的公共端连接传输光纤前端。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述拉曼泵浦激光器是光纤拉曼激光器、单支半导体拉曼泵浦激光器和多支偏振合束的半导体拉曼泵浦激光器中的任一种，或者是多支不同波长的半导体拉曼泵浦激光器波分复用的拉曼泵浦激光器。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的分布式光纤拉曼放大器，其特征在于：
所述传输光纤是满足ITU-T G.652～G.655中任一个标准的单模光纤，或者是色散补偿光纤、或者是高非线性光纤。
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| CN108226128A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-29 | 天津大学 | 基于分布式光纤放大器的拉曼微痕检测仪 |
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