[發(fā)明專利]光學(xué)放大器中的ASE補償

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180021431.0
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102986095A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: I·麥克林;P·約翰遜;S·弗特
• 申請（專利權(quán)）人: 奧蘭若技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10;H04B10/073
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 陳瀟瀟;南毅寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)放大器，以及更具體地但非排他性地涉及摻鉺光纖放大器（EDFA）。

背景技術(shù)

在光通訊網(wǎng)絡(luò)中，光學(xué)放大器被廣泛應(yīng)用于放大光數(shù)據(jù)信號。在具有倒置的摻鉺光纖放大器（EDFA）的光學(xué)放大器中，輸入光數(shù)據(jù)信號通過受激輻射而放大。在通常情況下，用戶試圖通過設(shè)定的增益放大光數(shù)據(jù)信號（其已知為增益模式放大），或通過設(shè)定的功率水平放大光數(shù)據(jù)信號（其已知為功率模式放大）。放大水平通常但非詳盡地通過下述確定，即通過對來自光學(xué)放大器的光輸出進行采樣，并以反饋布置使用數(shù)據(jù)以產(chǎn)生用于控制泵浦激光器輸出功率的控制信號，該泵浦激光器泵浦EDFA的光的光學(xué)反轉(zhuǎn)。

除放大光數(shù)據(jù)信號之外，EDFA通過放大的自發(fā)輻射（ASE）而產(chǎn)生噪聲分量。光數(shù)據(jù)信號通常集中在與由國際電信聯(lián)盟（ITU）標(biāo)準(zhǔn)化信道相對應(yīng)的一個或多個波長上。相比之下，ASE通常產(chǎn)生更寬波長范圍的跨度，例如大約40nm，其是放大器增益帶寬區(qū)域的實質(zhì)性部分。ASE水平取決于Er光纖內(nèi)的光數(shù)據(jù)信號增益，EDF的光學(xué)反轉(zhuǎn)和溫度。另外，由光學(xué)放大器所產(chǎn)生的ASE水平也由于光學(xué)元件的變型損耗而各不相同，因為放大器中的被動損耗影響摻鉺光纖所需的增益。

不利的是，來自光學(xué)放大器的光輸出中的ASE水平并不能容易地由光學(xué)確定，因為在光學(xué)放大器中通常使用的光功率檢測器（例如光檢測器）是對波長相對不敏感的（且如果必須如此，則是在其中光學(xué)放大器應(yīng)適于在ITU信道范圍下操作的情況），且因此檢測放大的光數(shù)據(jù)信號和ASE兩者。因此，不利的是，ASE存在可變量會導(dǎo)致光數(shù)據(jù)信號的不適當(dāng)放大，結(jié)果其增加相關(guān)光網(wǎng)絡(luò)中的檢測誤差。

下述方法是已知用于試圖解決這一問題的方法。

在固定的單信道光學(xué)放大器中，已知使用固定的波長識別濾波器來對在遠(yuǎn)離光數(shù)據(jù)信號帶寬的波長處所產(chǎn)生的ASE進行濾波。不利的是，這種方法是不靈活的，這樣光學(xué)放大器只能用于波長固定限定的濾波器，以及將需要為每個信號信道制備不同的光學(xué)放大器。

使用固定波長識別濾波器的另一個缺點是這種方法不能應(yīng)用于下述系統(tǒng)中的光學(xué)放大器，上述系統(tǒng)對一個以上信道處的光進行處理，例如在包括使用可調(diào)諧激光光源的發(fā)射器的光網(wǎng)絡(luò)中。雖然可調(diào)諧濾波器是已知的，但是這種組件在尺寸上過大以及成本過高以便在商業(yè)上是不可行的，以至于不能有效地在當(dāng)今所商業(yè)化生產(chǎn)的光學(xué)放大器的許多應(yīng)用中利用。

第二種方法需要在銷售之前在較大范圍操作條件下對每個光學(xué)放大器針對ASE進行充分的特征化，使光學(xué)放大器可以連同較大的獨特數(shù)據(jù)表出售，且該獨特數(shù)據(jù)表能提供確保光數(shù)據(jù)信號適當(dāng)放大所需要的補償水平即可。對于單信道放大器而言尤其如此，其中可存在波長和光信號數(shù)據(jù)輸入功率的許多獨特操作輸入條件，以及大量的獨特增益或輸出功率要求。ASE補償數(shù)據(jù)可在存儲于光學(xué)放大器操作系統(tǒng)中的一個查找表中提供，或單獨提供。不利的是，對來自生產(chǎn)線的每一光學(xué)放大器進行所有特征化（表征）是費時的，需要使用昂貴表征設(shè)備的大量資源，且因此實質(zhì)上增加光學(xué)放大器的制備成本。

第三種方法試圖通過使用經(jīng)驗公式來評估所產(chǎn)生的ASE水平，且將相應(yīng)的補償系數(shù)應(yīng)用到光學(xué)放大器的增益上，以便將光數(shù)據(jù)信號的輸出功率調(diào)整到所需水平。這種方法在US6519081中公開。當(dāng)存在已知和一致的輸入光信號時，該項技術(shù)工作良好，但是，不利的是，所產(chǎn)生的ASE水平相對于作為輸入光信號波長函數(shù)的ASE水平變化而言不符合簡單的經(jīng)驗公式。

因此，需要一種用于操作光學(xué)放大器的改進方法，其通過所需的增益水平或所需的光功率水平而提供光數(shù)據(jù)信號的更精確放大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一方面提供用于生產(chǎn)光學(xué)放大器的一種操作方法，所述方法包括：

（i）在多個訓(xùn)練操作條件下確定訓(xùn)練光學(xué)放大器的訓(xùn)練放大自發(fā)輻射（ASE）值的數(shù)據(jù)集；

（ii）在多個生產(chǎn)操作條件下確定生產(chǎn)光學(xué)放大器的生產(chǎn)ASE值的數(shù)據(jù)集，所述多個生產(chǎn)操作條件對應(yīng)于多個訓(xùn)練操作條件的一個子集；

（iii）確定通過從生產(chǎn)數(shù)據(jù)集外推所產(chǎn)生的調(diào)整后ASE值的調(diào)整后的數(shù)據(jù)集，

這樣調(diào)整后的數(shù)據(jù)集在與多個訓(xùn)練操作條件對應(yīng)的多個操作條件下提供；

（iv）從訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和如上確定的調(diào)整后的數(shù)據(jù)集來確定適于多個操作條件的每一條件的動態(tài)ASE傾斜因子；

（v）從調(diào)整后的ASE數(shù)據(jù)集和動態(tài)ASE傾斜因子來在比訓(xùn)練數(shù)據(jù)集或生產(chǎn)數(shù)據(jù)集的操作條件更寬泛的一組操作條件下確定一個更大的ASE值數(shù)據(jù)集；