CN206077397U - 可变增益混合拉曼光纤放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变增益混合拉曼光纤放大器，其包括依次连接的拉曼放大模块、第一级掺铒光纤放大模块、增益平坦滤波模块、光衰减模块和第二级掺铒光纤放大模块。光功率输入到拉曼放大模块放大，然后经过第一级掺铒光纤放大模块放大，通过增益平坦滤波器和光衰减器，再经过第二级掺铒光纤放大器放大，最终输出。本方案在光路中增加了增益平坦滤波模块和光衰减模块，可获得了更平坦的增益谱带宽。并且光衰减模块之后再增加一级掺饵光纤放大模块，提高了末级的输出光功率。本方案适用于光纤通信领域。

Description

可变增益混合拉曼光纤放大器

技术领域

本实用新型涉及CATV光纤通信领域的传输设备，特别涉及一种可变增益混合拉曼光纤放大器。

背景技术

掺铒光纤放大器的增益介质是掺铒光纤EDF，它是一个分立式放大器，信号光只有进入EDFA才能放大。多级EDFA级联，由于自发辐射噪声的积累，会大大降低系统的信噪比，从而限制了系统的传输容量和传输距离。分布式拉曼放大器是利用信号光本身传输的普通光纤（SMF-28）作增益介质，它的增益区分布在离输出端约50Km以上的很长的传输光纤中，信号光在远未到达传输光纤的输出端前就获得放大，此特点构成了拉曼放大器对信号光的分布式放大，有利于实现长距离的无中继传输和远程泵浦。但拉曼放大器的增益比较低，在实际系统应用中不会超过16dB。而EDFA虽然在噪声系数上不如拉曼放大器，但是小信号增益可以超过30dB。

目前市场上销售的很多混合拉曼放大器的开关增益和EDFA的饱和输出功率都是固定的，即使有小部分产家生产的设备是可调的，但在功率的调节过程中，输出增益谱特性并不是平坦的。

发明内容

本实用新型主要是解决现有技术所存在的输出增益谱特性不平坦、不可调等的技术问题，提供一种具有较平坦的输出增益谱特性的可变增益混合拉曼光纤放大器。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种可变增益混合拉曼光纤放大器，包括依次连接的拉曼放大模块、第一级掺铒光纤放大模块、增益平坦滤波模块、光衰减模块和第二级掺铒光纤放大模块；所述拉曼放大模块包括第一分路器、第二分路器、第一合波器、第二合波器、第三合波器和第四合波器；所述第一合波器的第一输入端为可变增益混合拉曼放大器的输入端，第一合波器第二输入端连接第一分路器的第一输出端，第一合波器的输出端连接第一级掺铒光纤放大器；第三合波器的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器的第一输入端；第四合波器的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器的第二输入端；第二合波器的输出端连接第一分路器的输入端；第一分路器的第二输出端连接第二分路器的输入端，第二分路器的第一输出端连接光收管，第二分路器的第二输出端连接光功率检测模块。

光功率输入到拉曼放大模块放大，然后经过第一级掺铒光纤放大模块放大，通过增益平坦滤波器和光衰减器，再经过第二级掺铒光纤放大器放大，最终输出。本方案在光路中增加了增益平坦滤波模块和光衰减模块，可获得了更平坦的增益谱带宽。并且光衰减模块之后再增加一级掺饵光纤放大模块，提高了末级的输出光功率。

作为优选，所述第一级掺铒光纤放大模块包括第一波分复用器和饵纤；第一波分复用器的第一输入端连接拉曼放大模块，第二输入端连接激光光源，输出端通过饵纤连接增益平坦滤波模块。

作为优选，所述拉曼放大模块和第一级掺铒光纤放大模块之间串接有第三分路器、第四分路器、第五分路器、第六分路器和第一光隔离器；所述第三分路器的输入端连接第一合波器的输出端，第三分路器的第一输出端连接第五分路器的输入端，第三分路器的第二输出端连接第四分路器的输入端，第四分路器的输出端连接下路端口；第五分路器的第一输出端连接第一光隔离器的输入端，第五分路器的第二输出端连接第六分路器的输入端，第六分路器的第一输出端连接光收管，第六分路器的第二输出端连接输入光功率监测模块；光隔离器的输出端连接第一级掺铒光纤放大模块。

光隔离器可以限定光路方向，防止后部对前端的干扰。

作为优选，所述增益平坦滤波模块包括第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、增益平坦滤波器和饵纤，所述第二波分复用器的输入端连接第一级掺铒光纤放大模块，第二波分复用器的第一输出端连接第三波分复用器的输入端，第二波分复用器的第二输出端连接增益平坦滤波器的输入端，增益平坦滤波器的输出端连接第四波分复用器滤波器的第二输入端；第三波分复用器的输出端连接第四波分复用器的第二输入端，第四波分复用器的输出端连接饵纤的输入端，饵纤的输出端连接光衰减模块。

作为优选，所述光衰减模块包括第七分路器、光衰减器和第八分路器，所述第七分路器的输入端连接增益平坦滤波模块，第七分路器的第一输出端连接光衰减器的输入端，第七分路器的第二输出端连接光收管；第八分路器的输入端连接光衰减器的输出端，第八分路器的第一输出端连接光收管，第八分路器的第二输出端连接第二级掺铒光纤放大模块。

作为优选，所述增益平坦滤波模块和光衰减模块之间串接有第二光隔离器。

本方案中，增益的平坦度通过控制增益平坦滤波模块输入端的光功率实现，当放大器输入端的光功率发生变化时，可以通过调节泵浦的驱动电流来改变增益平坦滤波器的输入光功率，增益的调节通过调节光衰减模块实现，末级的掺饵光纤放大模块用于提高末级的输出光功率。

本实用新型带来的有益效果是，与分立式掺饵光纤放大器相比，本方案具有更低的噪声指数，更大的增益谱带宽；与分布式拉曼放大器相比，本方案具有更高的增益，在DWDM超长干线光缆传输系统中具有广泛的应用。

附图说明

图1和图2是本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种可变增益混合拉曼光纤放大器，包括依次连接的拉曼放大模块、第一级掺铒光纤放大模块、增益平坦滤波模块、光衰减模块和第二级掺铒光纤放大模块。

图1和图2所示为可变增益混合拉曼光纤放大器结构图。

拉曼放大模块包括第一分路器S1、第二分路器S2、第一合波器C1、第二合波器C2、第三合波器C3和第四合波器C4；所述第一合波器C1的第一输入端为可变增益混合拉曼放大器的输入端，第一合波器C1第二输入端连接第一分路器S1的第一输出端，第一合波器C1的输出端连接第一级掺铒光纤放大器；第三合波器C3的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器C2的第一输入端；第四合波器C4的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器C2的第二输入端；第二合波器C2的输出端连接第一分路器S1的输入端；第一分路器S1的第二输出端连接第二分路器S2的输入端，第二分路器S2的第一输出端连接光收管，第二分路器S2的第二输出端连接光功率检测模块。

本方案在光路中增加了增益平坦滤波模块和光衰减模块，可获得了更平坦的增益谱带宽。并且光衰减模块之后再增加一级掺饵光纤放大模块，提高了末级的输出光功率。

所述第一级掺铒光纤放大模块包括第一波分复用器WDM1和饵纤；第一波分复用器WDM1的第一输入端连接拉曼放大模块，第二输入端连接激光光源，输出端通过饵纤连接增益平坦滤波模块。

第二级掺铒光纤放大模块的结构与第一级掺铒光纤放大模块相同。

所述拉曼放大模块和第一级掺铒光纤放大模块之间串接有第三分路器S3、第四分路器S4、第五分路器S5、第六分路器S6和第一光隔离器OI1；所述第三分路器的输入端连接第一合波器的输出端，第三分路器的第一输出端连接第五分路器的输入端，第三分路器的第二输出端连接第四分路器的输入端，第四分路器的输出端连接下路端口；第五分路器的第一输出端连接第一光隔离器的输入端，第五分路器的第二输出端连接第六分路器的输入端，第六分路器的第一输出端连接光收管，第六分路器的第二输出端连接输入光功率监测模块；光隔离器的输出端连接第一级掺铒光纤放大模块。

光隔离器可以限定光路方向，防止后部对前端的干扰。

所述增益平坦滤波模块包括第二波分复用器WDM2、第三波分复用器WDM3、第四波分复用器WDM4、增益平坦滤波器F1和饵纤，所述第二波分复用器的输入端连接第一级掺铒光纤放大模块，第二波分复用器的第一输出端连接第三波分复用器的输入端，第二波分复用器的第二输出端连接增益平坦滤波器的输入端，增益平坦滤波器的输出端连接第四波分复用器滤波器的第二输入端；第三波分复用器的输出端连接第四波分复用器的第二输入端，第四波分复用器的输出端连接饵纤的输入端，饵纤的输出端连接光衰减模块。

所述光衰减模块包括第七分路器S7、光衰减器VOA和第八分路器S8，所述第七分路器的输入端连接增益平坦滤波模块，第七分路器的第一输出端连接光衰减器的输入端，第七分路器的第二输出端连接光收管；第八分路器的输入端连接光衰减器的输出端，第八分路器的第一输出端连接光收管，第八分路器的第二输出端连接第二级掺铒光纤放大模块。

所述增益平坦滤波模块和光衰减模块之间串接有第二光隔离器。

可变增益混合拉曼光纤放大器的实用性很大程度上信赖于光路，而光路的关键点在于串入了增益平坦滤波模块和光衰减模块。增益的平坦度通过控制增益平坦滤波模块输入端的光功率实现，当放大器输入端的光功率发生变化时，可以通过调节泵浦的驱动电流来改变增益平坦滤波模块的输入光功率，增益的调节通过调节光衰减模块实现，末级的掺饵光纤放大模块用于提高末级的输出光功率。为了满足不同应用场合的需要，将第一级、第二级的输入、输出端都留有光接头。第一级的输出端与第二级的输入端可直接相连，也可加入一中间级放大。

本项目的光路分为两级。分布式拉曼放大模块位于第一级，采用后向泵浦，它的光纤输入端有高功率的泵浦光输出。而掺饵光纤放大模块的输入端，无光功率输出，将拉曼放大模块的输入端与掺饵光纤放大模块的输入端相连接实现信号光的放大。

可变增益混合拉曼光纤放大器是新一代高速DWDM光纤超长通信骨干网的核心技术之一，与分立式掺饵光纤放大器相比，具有更低的噪声指数，更大的增益谱带宽；与分布式拉曼放大器相比，具有更高的增益。在DWDM超长干线光缆传输系统中具有广泛的应用。本项目开发的可变增益混合拉曼光纤放大器，噪声系数小于4.5，工作波长为1528nm~1563nm，增益平坦度1.0dB，拉曼开关增益16dB，EDFA的输出功率17dBm。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的原理或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了分路器、合波器、光衰减器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。

Claims (6)

1.一种可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，包括依次连接的拉曼放大模块、第一级掺铒光纤放大模块、增益平坦滤波模块、光衰减模块和第二级掺铒光纤放大模块；所述拉曼放大模块包括第一分路器、第二分路器、第一合波器、第二合波器、第三合波器和第四合波器；所述第一合波器的第一输入端为可变增益混合拉曼放大器的输入端，第一合波器第二输入端连接第一分路器的第一输出端，第一合波器的输出端连接第一级掺铒光纤放大器；第三合波器的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器的第一输入端；第四合波器的两个输入端分别连接两个激光器，输出端连接第二合波器的第二输入端；第二合波器的输出端连接第一分路器的输入端；第一分路器的第二输出端连接第二分路器的输入端，第二分路器的第一输出端连接光收管，第二分路器的第二输出端连接光功率检测模块。

2.根据权利要求1所述的可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，所述第一级掺铒光纤放大模块包括第一波分复用器和饵纤；第一波分复用器的第一输入端连接拉曼放大模块，第二输入端连接激光光源，输出端通过饵纤连接增益平坦滤波模块。

3.根据权利要求2所述的可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，所述拉曼放大模块和第一级掺铒光纤放大模块之间串接有第三分路器、第四分路器、第五分路器、第六分路器和第一光隔离器；所述第三分路器的输入端连接第一合波器的输出端，第三分路器的第一输出端连接第五分路器的输入端，第三分路器的第二输出端连接第四分路器的输入端，第四分路器的输出端连接下路端口；第五分路器的第一输出端连接第一光隔离器的输入端，第五分路器的第二输出端连接第六分路器的输入端，第六分路器的第一输出端连接光收管，第六分路器的第二输出端连接输入光功率监测模块；光隔离器的输出端连接第一级掺铒光纤放大模块。

4.根据权利要求1或2所述的可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，所述增益平坦滤波模块包括第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、增益平坦滤波器和饵纤，所述第二波分复用器的输入端连接第一级掺铒光纤放大模块，第二波分复用器的第一输出端连接第三波分复用器的输入端，第二波分复用器的第二输出端连接增益平坦滤波器的输入端，增益平坦滤波器的输出端连接第四波分复用器滤波器的第二输入端；第三波分复用器的输出端连接第四波分复用器的第二输入端，第四波分复用器的输出端连接饵纤的输入端，饵纤的输出端连接光衰减模块。

5.根据权利要求4所述的可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，所述光衰减模块包括第七分路器、光衰减器和第八分路器，所述第七分路器的输入端连接增益平坦滤波模块，第七分路器的第一输出端连接光衰减器的输入端，第七分路器的第二输出端连接光收管；第八分路器的输入端连接光衰减器的输出端，第八分路器的第一输出端连接光收管，第八分路器的第二输出端连接第二级掺铒光纤放大模块。

6.根据权利要求5所述的可变增益混合拉曼光纤放大器，其特征在于，所述增益平坦滤波模块和光衰减模块之间串接有第二光隔离器。