TWI630802B - Method for improving characteristics of optical fiber amplifier - Google Patents

Method for improving characteristics of optical fiber amplifier Download PDF

Info

Publication number
TWI630802B
TWI630802B TW105100525A TW105100525A TWI630802B TW I630802 B TWI630802 B TW I630802B TW 105100525 A TW105100525 A TW 105100525A TW 105100525 A TW105100525 A TW 105100525A TW I630802 B TWI630802 B TW I630802B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical fiber
fiber
split
optical
fiber amplifier
Prior art date
Application number
TW105100525A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201725874A (zh
Inventor
廖顯奎
林佳妏
游易霖
蘇恒生
張文彥
Original Assignee
達運光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 達運光電股份有限公司 filed Critical 達運光電股份有限公司
Priority to TW105100525A priority Critical patent/TWI630802B/zh
Publication of TW201725874A publication Critical patent/TW201725874A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI630802B publication Critical patent/TWI630802B/zh

Links

Abstract

本發明係一種提升光纖放大器特性之方法，本發明係以該光纖連接該複數個分波多工元件，以及連接該複數個光纖放大元件，該複數個分波多工元件與該複數個光纖放大元件交互連接，該複數個分波多工元件中之第一個分波多工元件與最終個分波多工元件相互連接。本發明藉由連接第1個分波多工耦合器至最終個分波多工耦合器，得以重新循環利用殘餘功率，以提升整體傳輸的增益效率。

Description

一種提升光纖放大器特性之方法
本發明係關於一種提升光纖放大器特性之方法，尤其是一種可重新循環利用殘餘功率以提升整體傳輸增益效率之架構設計。
自西元1970年代開始，光纖通訊技術有了突飛猛進的發展，相較於傳統的通訊器，光纖通訊技術已快速發展出具有低耗損，高容量，高傳輸速率，不受電磁波干擾，質量輕，體積小，以及保密性佳等性質的優點。
在光纖通訊系統進行傳輸時，隨著光纖網路傳輸距離越來越長，範圍越來越廣，傳輸資料也急遽地增加，故為了能夠減少中繼站數目，以及降低傳輸成本，因此有了光纖放大器(Optical fiber amplifier)的出現，而幸運的是，目前光纖放大器(Optical fiber amplifier)已經能夠取代傳統的中繼器，不需要再經過光-電或電-光的轉換和訊號再生等複雜過程，而得以直接放大傳輸訊號，因此光纖放大器成為長距離傳輸(Long-haul)過程中不可或缺的元件。
而盡管摻鉺光纖放大器技術及高密度分波多工(Dense wavelength division multiplexing,DWDM)的相關技術亦也蓬勃發展，使得相關的設備成本得以下降，但由於在傳輸路徑時的損耗相當大，導致傳輸速率有所限制， 因此，在通訊系統的使用上，光纖放大器是不可或缺的模組。
回顧西元1990年代，由於摻鉺光纖放大器(Erbium-doped fiber amplifier,EDFA)的誕生，打破了光纖通訊傳輸距離受到光纖損耗的限制，使得全光通信距離得以延長而達到可以傳輸數千公里。
惟近年來，一種提升光纖放大器特性之方法，對於高功率且低非線性效應，以及寬頻譜光纖放大器仍繼續有極大的需求，且為了能夠補償可重構性光塞取多工(Reconfigurable optical add-drop multiplexer)設備所造成的額外損耗，在可見的未來，廣大的市場需求對於能夠提升高功率的光纖放大器顯得更為迫切。
故而為了能產生更有效率的光纖放大器特性提升架構，提供作為相關業界之使用需求，藉以提高光纖放大器的特性與能量轉換效率，且能降低光纖放大器之製造成本。
本發明係一種提升光纖放大器特性之方法，包括光纖，複數個分波多工元件，以及複數個光纖放大元件，其中該複數個分波多工元件與該複數個光纖放大元件交互連接，該複數個分波多工元件中之第一個分波多工元件可與最終個分波多工元件相互連接作為泵激功率回授之用。
由於本發明前述實施例之分波多工耦合器中，仍會存在有多餘的功率，故而連接第1個分波多工耦合器至最終個分波多工耦合器，使得殘餘的功率由最終個分波多工耦合器得以回到第1個分波多工耦合器，再透過所有的分波多工耦合器得以重新利用該功率，以提升整體傳輸的增益效率。
本發明之另一實施例係一種提升光纖放大器特性之方法，以泵激光源連接比率光耦合器，以光纖連接一第一分波多工元件，連接第一光纖放大元件，連接第二分波多工元件，連接光隔離器，連接第三分波多工元件，連接第二光纖放大元件，以及連接第四分波多工元件。
本發明之再一實施例係一種提升光纖放大器特性之方法，首先提供光纖，連接光纖放大元件，連接布拉格光纖光柵，連接光隔離器，此為第1組的基本連接方式，而以第1組的連接方式可以進行重複再連接，達到複數個組數。
故而，關於本發明之優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
1‧‧‧第1光纖
2‧‧‧第2光纖
3‧‧‧第3光纖
4‧‧‧第4光纖
101‧‧‧分波多工耦合器
102‧‧‧分波多工耦合器
103‧‧‧分波多工耦合器
104‧‧‧分波多工耦合器
110‧‧‧光纖放大器
120‧‧‧光纖放大器
130‧‧‧泵激光源
140‧‧‧比率分光耦合器
180‧‧‧光隔離器
301‧‧‧布拉格光纖光柵
302‧‧‧布拉格光纖光柵
第1圖為本發明實施例提升光纖放大器特性之架構示意圖。
第2圖為本發明實施例提升光纖放大器特性之任意比率泵激分光架構示意圖。
第3圖為本發明實施例提升光纖放大器特性之任意比率殘餘泵激光反饋架構示意圖。
本發明詳細說明如下，請參照如第1圖之本發明第一實施例一種提升光纖放大器特性之架構示意圖。本發明實施例之一種提升光纖放大器特性的方法，首先提供光纖，以分波多工元件(wavelength division multiplexer coupler)101連接光纖放大元件(optical amplifier)110，接著連接光纖放大元件120，其中可以連接複數個分波多工元件，與連接複數光纖放大元件，最後連接分波多工元件102。其中分波多工元件可稱為分波多工耦合器；而光纖放大元件具有單向放大的功能，又可稱為光纖放大器。
仍請參照第1圖，當雷射輸出功率，進入本發明之一種提升光纖放大器特性之分波多工耦合器101時，該功率進入摻鉺光纖，且以光纖放大器110進行功率放大，再傳輸該功率光源進入光纖放大器120進行功率放大，最後到達分波多工耦合器102。而其中該複數個分波多工元件中之第1個分波多工元件，即分波多工耦合器101，與最終個分波多工元件，即分波多工耦合器102相互連接，來承接殘餘之泵激光功率。故而如第1圖所示，本發明可包含複數個光纖放大元件，而原始(第1個)光纖放大元件的輸出殘餘泵激功率，可以藉此彈性回授給其餘，即位於原始(第1個)光纖放大元件之前位置或之後位置的光纖放大元件。
此時，仍如第1圖所示，由於在分波多工耦合器102中仍會存在有多餘的功率，故而連接分波多工耦合器102至分波多工耦合器101，使得殘餘的功率由最終的分波多工耦合器102得以回到第1個分波多工耦合器101，再透過分波多工耦合器101，得以重新循環利用該殘餘的功率，以提升整體傳輸的增益效率。
請參照第2圖之本發明第二實施例提升光纖放大器特性之架構示意圖，係本發明實施例之一種提升光纖放大器特性之方法，首先提供複數個光纖(例如第1光纖，第2光纖，第3光纖，第4光纖)，以泵激光源(pump LD)130連接比率分光耦合器(ratio coupler)140，再以第1光纖連接分波多工耦合器 101，連接光纖放大器(optical amplifier)110，連接分波多工耦合器102，連接光隔離器(optical isoator)180，連接分波多工耦合器103，連接光纖放大器120，以及連接分波多工耦合器104，故而可以藉由調整泵激光功率比率提升品質與整體效益。此外，光隔離器具有單向隔離的功能。
仍如第2圖所示本發明第二實施例之一種提升光纖放大器特性之方法，當以泵激光源(pump laser diodes)130輸出功率至比率分光耦合器140，由於比率分光耦合器140具有輸出不同比率功率至分光耦合器之功能，故而可藉由比率分光耦合器140輸出不同比例的泵激功率，至如第2圖所示的第1光纖，或是第2光纖，或是第3光纖，或是第4光纖。
如第3圖所示本發明第三實施例之一種提升光纖放大器特性之方法，亦係本發明實施例之一種串聯光纖放大器之連接方法，首先提供光纖，連接光纖放大器110，連接布拉格光纖光柵301，連接光隔離器180，此為第1組的基本連接方式，而以第1組的連接方式可以進行重複再連接，達到複數個組數。
仍如第3圖所示本發明係透過使用不同反射率的布拉格光纖光柵(Fiber Bragg grating,FBG)，如布拉格光纖光柵301以及布拉格光纖光柵302，針對泵激光源(如泵激光源130)的反射，可達到部份反射(partially reflected)效果，以提升不同波長的訊號光的增益，而優化所有頻段的訊號光之增益平坦度。例如，當使用一個反射率為50%的布拉格光纖光柵，其所產生的增益中，最高增益約為10dB，最低增益約為8dB。若使用一個反射率為60%的布拉格光纖光柵，其所產生的增益中，最高增益約為9.5dB，最低增益約為8.5dB，故可知，會減少一個dB數。也就是，可以使用任意反射率之布拉格光 纖光柵，將所殘餘之泵激功率，設定為一定的比例(%)，以提給供前一台光纖放大器使用，或控制某些比例(%)可通過布拉格光纖光柵，提供給下一台光纖放大器使用。使得前、後的兩台光纖放大器，在增益放大上，產生最佳的效益折衷。
綜合前述，本發明之第一實施例係一種提升光纖放大器特性之方法，包括提供光纖，比率分波多功耦合器，複數個分波多工元件，以及複數個光纖放大元件，其中該複數個分波多工元件與該複數個光纖放大元件交互連接，該複數個分波多工元件中之第一個分波多工元件與最終個分波多工元件相互連接。
又綜合前述，本發明之第二實施例係一種提升光纖放大器特性之方法，包括以一泵激光源連接一比率分光耦合器；以一光纖連接一第一分波多工元件；連接一第一光纖放大元件；連接一第二分波多工元件；連接一光隔離器；連接一第三分波多工元件；連接一第二光纖放大元件；以及連接一第四分波多工元件。
再綜合前述，本發明之第三實施例係一種提升光纖放大器特性之方法，所示本發明第三實施例之一種提升光纖放大器特性的連接方法，首先提供光纖，連接光纖放大器，連接布拉格光纖光柵，連接光隔離器，再進行重複連接，達到複數個組數。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims (1)

  1. 一種重新循環利用殘餘泵激光功率以提升光纖放大器特性的方法，至少包括：提供一光纖，該光纖包含摻鉺光纖；以該光纖串聯連接一光纖放大器；以該光纖放大器串聯連接一布拉格光纖光柵；以該布拉格光纖光柵串聯連接一光隔離器；以及重複以該光纖連接該光纖放大器，串聯連接該布拉格光纖光柵，串聯連接該光隔離器，以達到複數個組數，其中使用一任意反射率之該布拉格光纖光柵，設定為一定比例的一殘餘泵激功率，提供給前一級光纖放大器，以提升一訊號光，其中包含控制該些比例之一殘餘泵激功率，通過該布拉格光纖光柵，提供給下一級光纖放大器使用。
TW105100525A 2016-01-08 2016-01-08 Method for improving characteristics of optical fiber amplifier TWI630802B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105100525A TWI630802B (zh) 2016-01-08 2016-01-08 Method for improving characteristics of optical fiber amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105100525A TWI630802B (zh) 2016-01-08 2016-01-08 Method for improving characteristics of optical fiber amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201725874A TW201725874A (zh) 2017-07-16
TWI630802B true TWI630802B (zh) 2018-07-21

Family

ID=60048151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105100525A TWI630802B (zh) 2016-01-08 2016-01-08 Method for improving characteristics of optical fiber amplifier

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI630802B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933271A (en) * 1996-01-19 1999-08-03 Sdl, Inc. Optical amplifiers providing high peak powers with high energy levels
TW479811U (en) * 2000-05-05 2002-03-11 Shian-Kuei Liau Power equalized multi-channel fiber laser array
US6359725B1 (en) * 1998-06-16 2002-03-19 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
US6885498B2 (en) * 1998-06-16 2005-04-26 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
US7006280B2 (en) * 2002-12-17 2006-02-28 Jds Uniphase Corporation Multi-stage filtered optical amplifier
TW201126849A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 Shien-Kuei Liaw Single-longitudinal-mode linear cavity fiber laser apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5933271A (en) * 1996-01-19 1999-08-03 Sdl, Inc. Optical amplifiers providing high peak powers with high energy levels
US6359725B1 (en) * 1998-06-16 2002-03-19 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
US6885498B2 (en) * 1998-06-16 2005-04-26 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
TW479811U (en) * 2000-05-05 2002-03-11 Shian-Kuei Liau Power equalized multi-channel fiber laser array
US7006280B2 (en) * 2002-12-17 2006-02-28 Jds Uniphase Corporation Multi-stage filtered optical amplifier
TW201126849A (en) * 2010-01-25 2011-08-01 Shien-Kuei Liaw Single-longitudinal-mode linear cavity fiber laser apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
TW201725874A (zh) 2017-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11108208B2 (en) Optical amplification system and optical amplification method
JP6059560B2 (ja) マルチモード伝送用光増幅器
US8081880B2 (en) Inline pump sharing architecture for remotely-pumped pre- and post-amplifiers
CN102495510A (zh) 一种基于光纤环形镜的增益平坦型高功率光纤放大器
JP5659341B2 (ja) マルチコア光伝送システム、光増幅及び光増幅用部品
US20140139908A1 (en) Methods and devices for efficient optical fiber amplifiers
JP2013072962A (ja) 広帯域光源
CN107196180B (zh) 级联远程光放大系统
TWI630802B (zh) Method for improving characteristics of optical fiber amplifier
Wada et al. Full C-band and power efficient coupled-multi-core fiber amplifier
US7702201B2 (en) Gain flattening utilizing a two-stage erbium-based amplifier
Balani et al. EDFA Gain Performance analysis at 2 Gbits/sec in optical transmission system
CN102130416A (zh) 激光装置
EP1531563B1 (en) Multiple order raman amplifier
Wada et al. Full C-band Low Mode Dependent and Flat Gain Amplifier using Cladding Pumped Randomly Coupled 12-core EDF
US20220337025A1 (en) Optical amplifier
JP6939728B2 (ja) マルチモード光増幅器
EP1225665A2 (en) Optical amplifier
Genevaux et al. Challenges in the design of few mode EDFAs
WO2001076350A2 (en) Broadband amplifier and communication system
JPH1146167A (ja) 光中継器
Rana Dense wavelength division multiplexing optical network system
CN112313844A (zh) 光源设备和光学放大器
Nassiri et al. Modelisation of erbium doped seven-core fiber amplifier for telecommunication
Mizuno et al. Hybrid Cladding-pumped EDFA/Raman for SDM Transmission Systems Using Core-by-core Gain Control Scheme