CN209561852U - 一种新型edfa光路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型EDFA光路模块，包括光纤合束器，所述光纤合束器的长度是0.1米～50米，光纤合束器输出端连接有一根有源光纤，所述有源光纤为掺铒光纤，有源光纤另一端连接有隔离器。采用本实用新型的一种新型EDFA光路模块，通过光纤合束器、有源光纤和隔离器组成，结构简单，无须多级放大，仅在一级放大情况下即可实现0dB输入，37dB输出的高效率输出。

Description

一种新型EDFA光路模块

技术领域

本实用新型涉及一种光路模块，具体是一种新型EDFA光路模块。

背景技术

EDFA即掺铒光纤放大器是目前技术最成熟，使用最广泛的光纤放大器，它具有泵浦功率低，输出功率大，增益高，与偏振无关，噪声系数低，连接损耗低且能同时放大多路波长信号等优点，并且取代了传统的光电光中继方式，实现了对一根光纤多波长信号的同时放大，但是光路复杂，由于输入信号低，要求输出高，往往需要设计复杂的多级光纤放大电路，价格昂贵，并且不易操作，如授权公告号为CN107516811A公开的光纤放大器及多级光纤放大器系统，包括：泵浦耦合器、增益光纤和泵浦反馈装置；其中，所述泵浦耦合器用于将泵浦光耦合至所述增益光纤；所述增益光纤的长度小于预设长度，其中，所述预设长度为所述光纤放大器达到最大提取效率时对应的所述增益光纤的长度；所述泵浦反馈装置用于将所述增益光纤内的残余泵浦光与激光分离，并将所述残余泵浦光返回至所述泵浦耦合器。然而上述光纤放大器需要设计复杂的多级光纤放大电路，价格昂贵，并且不易操作。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新型EDFA光路模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型EDFA光路模块，包括光纤合束器，所述光纤合束器的长度是0.1米～50米，光纤合束器输出端连接有一根有源光纤，所述有源光纤为掺铒光纤，有源光纤另一端连接有隔离器。

作为本实用新型进一步的方案：所述光纤合束器为有源光纤合束器，有源光纤合束器连接信号源，所述信号源为两个泵浦源，所述两个泵浦源分别采用同向泵浦和反向泵浦结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述有源光纤和隔离器输入端通过熔接相连接，熔接点由光学高折胶固定于金属基板上形成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的一种新型EDFA光路模块，通过光纤合束器、有源光纤和隔离器组成，结构简单，无须多级放大，仅在一级放大情况下即可实现0dB输入，37dB输出的高效率输出。

附图说明

图1为本实用新型的一种新型EDFA光路模块的结构示意图。

图2为本实用新型中Er³⁺能级结构和发生跃迁的模拟图。

图中：1-光纤合束器，2-有源光纤，3-金属基板，4-熔接点，5-隔离器，6-信号源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种新型EDFA光路模块，包括光纤合束器1，所述光纤合束器1的长度是0.1米～50米，光纤合束器1输出端连接有一根有源光纤2，所述有源光纤2为掺铒光纤，有源光纤2另一端连接有隔离器5。当信号光通过光纤合束器1时，由于泵浦源的作用，工作物质粒子由低能级跃迁到高能级，在一定泵浦强度下，得到粒子数反转分布而且具有光放大作用，掺铒光纤具有三能级系统，处于基态能级的铒离子在泵浦光作用下跃迁到高能级，然后停留1us后反转到亚稳态能级，在该能级和基态能级间的受激越迁决定了对信号光的放大作用，当信号光通过光模块时就会得到放大，放大后的光信号经有源光纤2和隔离器5输出；所述光纤合束器1为有源光纤合束器，有源光纤合束器连接信号源6，所述信号源6为两个泵浦源，所述泵浦源分别采用同向泵浦和反向泵浦结构，采用有源光纤合束器简化工艺，避免传统合束器使用中需要进行繁琐的熔接、再涂覆工序，采用同向泵浦和反向泵浦结构，在掺铒光纤输入端，泵浦光较强，故粒子反转加强，并且噪声小；所述有源光纤2和隔离器5输入端通过熔接点4相连接，熔接点4由光学高折胶固定于金属基板3上，利用光学高折胶这种粘附性好强度高的材料将熔接点4固定在金属基板3上而形成，对熔接点4起到了保护的作用；采用本实用新型的一种新型EDFA光路模块，通过光纤合束器1、有源光纤2和隔离器5组成，结构简单，无须多级放大，仅在一级放大情况下即可实现0dB输入，37dB输出的高效率输出，由于泵浦源的作用，工作物质粒子有低能级跃迁到高能级，在一定泵浦强度下，得到粒子数反转分布而且具有光放大作用，掺铒光纤具有三能级系统，处于基态能级的铒离子在980波长的泵浦光作用下跃迁到高能级，然后停留1us后反转到亚稳态能级，在该能级和基态能级间的受激越迁决定了对信号光的放大作用。

如图2，当信号光通过光模块时就会得到放大，Er³⁺能级结构和发生跃迁，有意义的跃迁有三个Er3+能实现1.55um的光放大，1.55um可以诱发Er³⁺离子发生受激辐射。从亚稳态跃迁到基态,同时发射出与信号光波长一样的光子，实现1.55um的光放大。

放大器中的信噪比(SNR)=<I>²/σ² _{out ；}

其中，<I>²表示信号检测电流的均方值；σ² _out代表噪声功率，则噪声系数为

F_n=(SNR)_in/(SNR)_out；

净增益或增益G是指输出信号光功率Pout与输入信号光功率Pin之比，一般以分贝dB来表示。

G=Pout/Pin；

G=101g(Pout/Pin) (dB)；

EDFA的增益大小一般为30~40dB，目前因为光放效率原因往往需要复杂的多级光路，而本实用新型采用的有源光纤合束器具有前向泵浦和小型反向泵浦功能，在掺铒光纤输入端，泵浦光较强，故粒子反转加强，并且噪声小。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种新型EDFA光路模块，包括光纤合束器，其特征在于：所述光纤合束器（1）的长度是0.1米～50米，光纤合束器（1）输出端连接有一根有源光纤（2），所述有源光纤（2）为掺铒光纤，有源光纤（2）另一端连接有隔离器（5）。

2.根据权利要求1所述的一种新型EDFA光路模块，其特征在于：所述光纤合束器（1）为有源光纤合束器，有源光纤合束器连接信号源（6），所述信号源（6）为两个泵浦源，两个泵浦源分别采用同向泵浦和反向泵浦结构。

3.根据权利要求1所述的一种新型EDFA光路模块，其特征在于：所述有源光纤（2）和隔离器（5）输入端通过熔接点（4）相连接，所述熔接点（4）由光学高折胶固定于金属基板（3）上形成。