[發明專利]一種基于級聯結構的提高光纖參量放大器增益的裝置

無效

• 申請號: 201210441397.9
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102890384A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 朱宏娜;羅斌;潘煒;閆連山;趙建朋;彭華;李晗;李金龍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G02F1/39
• 分類號: G02F1/39
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種單泵浦光纖參量放大器，尤其涉及一種采用標準G.652單模光纖與高非線性光纖級聯實現增益提高的單泵浦光纖參量放大器，適用于光纖通信和非線性光纖光學領域。

背景技術

光纖通信系統因其寬帶、低損耗等特點，構成了現代通信網絡的主干。其中，波分復用技術能充分地利用光纖的傳輸帶寬，是用于骨干網配置的首選方案；波分復用技術實現了高速的數據傳輸，但是同時伴隨著數據傳輸的衰減問題，因此光放大技術是波分復用光纖傳輸系統的關鍵技術之一。而直接對光信號進行放大的全光放大器能夠同時對多個波長進行放大，是光放大器研究發展的趨勢。基于四波混頻效應實現信號放大的光纖參量放大器具有可對任意波長的信號進行放大、對信號的比特率和調制格式完全透明、大帶寬、高相敏特性、產生閑頻帶等顯著優點，被認為是最適合未來超長距離密集波分復用系統和全光網絡的最具前途的光放大技術。提高放大器的增益特性是研究放大器的重要指標，因此，如何提高光纖參量放大器的增益特性成為研究光放大器的重要目標。

申請號為CN200610147217.0的中國專利申請提供了一種兩級光纖級聯的雙泵浦寬帶光纖參量放大器，由兩個泵浦激光器、泵浦耦合器、信號激光器、信號耦合器、波分復用器及依次級聯的兩級高非線性光纖構成。上述專利采用兩段色散系數不同的高非線性光纖的級聯，利用兩個高非線性光纖色散參數的不同補償光纖參量放大過程的相位失配來優化系統增益，但是雙泵浦光纖參量放大器的系統結構較單泵浦光纖參量放大器的復雜。文章“級聯光纖參量放大器帶寬拓展的理論研究(李建平等，《中國激光》2009年第8期第36卷，第2052-2056頁)”里采用了在色散位移光纖之間周期性插入單模光纖的級聯結構，但是色散位移光纖較高非線性光纖的非線性系數低很多，相同條件下需要更長的色散位移光纖來實現信號光的增益提高。

發明內容

本發明在于對現有技術的不足，提出一種采用當今世界上用量最大(約占用纖總量的70％)且低成本的標準G.652單模光纖與高非線性光纖級聯的方式實現增益提高的單泵浦光纖參量放大器系統，在兩段除光纖長度不同而其他非線性系數、零色散波長、色散斜率的光纖參數都相同的高非線性光纖之間連接標準G.652單模光纖，補償光纖參量放大過程中的相位失配，實現單泵浦光纖參量放大器增益的提高。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術裝置：

一種基于級聯結構的提高光纖參量放大器增益的裝置，由信號激光器、泵浦激光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、光耦合器、第一高非線性光纖、標準G.652單模光纖、第二高非線性光纖和光譜分析儀構成；具體如下：信號激光器產生的信號光和泵浦激光器產生的泵浦光分別經第一偏振控制器和第二偏振控制器調整其偏振態后，經光耦合器耦合進入第一高非線性光纖上，接著連接到標準G.652單模光纖上，通過單模光纖的色散參數的不同補償光纖參量放大過程中的相位失配，再連接到第二高非線性光纖上，實現對信號光的進一步放大，然后由光譜分析儀分析系統信號光功率的變化。

經過如上的設計，在高非線性光纖之間連接標準G.652單模光纖，補償了光纖參量放大過程中的相位失配，調整了泵浦光、信號光和閑頻光之間的相對相位關系，進而提高了光纖參量放大器的增益。

本發明具有如下優點：在兩段高非線性光纖除光纖長度不同而其他光纖參數都相同的條件下，采用最常用和低成本的標準G.652單模光纖與高非線性光纖級聯的方案補償光纖參量過程的相位失配，有效地提高了光纖參量放大器的增益，本發明結構簡單容易實現，提高了光纖參量放大器的增益特性和系統靈活性。

附圖說明

圖1為本發明的系統框圖。

圖2為(a)泵浦光功率、(b)閑頻光功率、(c)信號光功率和(d)sinθ隨光纖長度變化的示意圖，其中實線為采用標準G.652單模光纖級聯裝置的變化，點線為沒有采用標準G.652單模光纖級聯的裝置的變化。

圖3為泵浦光向信號光和閑頻光的能量轉換效率隨光纖長度變化的關系示意圖，其中實線為采用標準G.652單模光纖級聯裝置的能量轉換效率，點線為沒有采用標準G.652單模光纖級聯裝置的能量轉換效率。

具體實施方式

以下結合附圖與具體實施例對本發明做進一步的描述。

如圖1所示，本發明系統由信號激光器、泵浦激光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、光耦合器、第一高非線性光纖、標準G.652單模光纖、第二高非線性光纖和光譜分析儀構成。