[發(fā)明專利]一種摻鉺光纖放大器增益和噪聲系數(shù)的測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610016345.1
• 申請日: 2006-10-30
• 公開（公告）號: CN101174896A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 胡志雄;葛春風;祖鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市金飛博光通訊技術有限公司
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;H04B10/04;H01S3/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 楊寶蘭

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖放大器，特別是涉及一種摻鉺光纖放大器中增益和噪聲系數(shù)的測量方法。

背景技術

目前市場上光纖放大器是光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關鍵器件，不僅對光信號可進行直接放大，同時還具有實時、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能。光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器(Erbium-DopedFiber?Amplifier，EDFA)、半導體光放大器(SOA)和光纖喇曼放大器(FRA)等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能廣泛應用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)、軍用系統(tǒng)(雷達多路數(shù)據(jù)復接、數(shù)據(jù)傳輸、制導等)等領域。

EDFA有三種基本的應用方式：功率放大器(Power?booster-Amplifier)、中繼放大器(Line-Amplifier)和前置放大器(Pre-Amplifier)；它們對放大器性能有不同的要求，如：功放要求輸出功率大，前置放大器對噪聲性能要求高，而中繼放大器兩者兼顧等。

摻鉺光纖放大器(EDFA)主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、波分復用器(WDM)、隔離器(Isolator)等組成，EDFA的內(nèi)部按泵浦方式分為三種最基本的結(jié)構(gòu)，即同向泵浦、反向泵浦和雙向泵浦。

如圖1至圖3所示，同向泵浦的信號光與泵浦光以同一方向從摻鉺光纖的輸入端注入；反向泵浦的信號光與泵浦光，從兩個不同方向注入摻鉺光纖；雙向泵浦是同向泵浦和反向泵浦同時泵浦的一種結(jié)構(gòu)。

EDFA最基本和最重要的兩個指標是增益(G)和噪聲系數(shù)(NF)，如何有效、簡捷地確定EDFA的放大的自發(fā)輻射(ASE)噪聲是關系到測試結(jié)果準確性的關鍵。目前廣泛應用的測試方法有兩類，電譜測量法和光譜測量法。其中光譜測量法包括直接法、ASE近似法、偏振隔離法和脈沖調(diào)制法。電譜測量法最能反映EDFA各項噪聲的實際影響，并可以準確地區(qū)別輸出信號和噪聲，光源的相對強度噪聲、散射噪聲及光電檢測器的熱噪聲等其他噪聲的影響可以克服，測量的準確性高于光譜測量法。在光譜測量的幾種方法中，直接法是最方便的，但該方法的缺點也很明顯。首先，光譜議測量出的是輸入光信號的功率譜，用其來近似光功率存在誤差。特別是在使用光譜議的分辨率、測試波長范圍、重復掃描次數(shù)等選擇不同的測試條件時，其結(jié)果往往存在差別。其次，選擇ASE噪聲功率測量點也需要根據(jù)經(jīng)驗確定。近似法在測量準確性上有所提高，是目前實驗室和開發(fā)中廣泛采用的方法，但增加了測量步驟。從理論上講，偏振隔離法和脈沖法都可以確定ASE噪聲功率的大小，但偏振隔離法受到偏振檢測器指標的影響。不難理解檢偏器的隔離度越高，測量ASE噪聲功率時就越容易消除信號光的影響。目前一般商用器件能達到的隔離度為30dB，在一定程度上影響了測量的準確性。在這一點上，脈沖法優(yōu)于偏振隔離法，測量ASE噪聲光功率時，信號光對其的影響可實現(xiàn)60dB以上的隔離度。

上述幾種方法都存在外圍設備比較昂貴，例如電譜儀，光譜儀的成本都比較高，這就給EDFA增益和噪聲系數(shù)的測量帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服已有技術的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可快速測量EDFA增益和噪聲系數(shù)的方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種摻鉺光纖放大器增益和噪聲系數(shù)的測量方法，測量包括以下步驟：DFB光源通過可調(diào)光衰減器輸入至濾波器，在所述濾波器輸出端連接的光功率計上獲得EDFA的輸入功率P_in；懸空EDFA輸入端，利用EDFA中的ASE譜的平坦區(qū)，濾波器的帶寬在平坦區(qū)內(nèi)，EDFA輸出端通過濾波器在光功率計上獲得通過濾波器帶寬內(nèi)的ASE功率P_ASE；將DFB光源信號通過可調(diào)衰減器送入EDFA，從EDFA的輸出，通過濾波器在光功率計上獲得經(jīng)EDFA放大后的信號和ASE的混合功率P_out；通過改變可調(diào)光衰減器值，計算并描繪出摻鉺光纖放大器增益和噪聲系數(shù)曲線。