[發(fā)明專利]一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410446099.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN104269723A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王子南;曾佳佳;饒?jiān)平?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/10;G02F1/39
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 張楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型的分區(qū)型分布式光纖放大技術(shù)。

背景技術(shù)

在光纖技術(shù)領(lǐng)域，常用的放大方式有摻鉺光纖放大技術(shù)(EDFA)、拉曼放大技術(shù)(FRA)及布里淵放大技術(shù)(FBA)等。EDFA是基于摻鉺光纖實(shí)現(xiàn)的一種集總放大技術(shù)，其放大波長區(qū)域恰好與單模光纖的最小損耗窗口一致，且對(duì)摻鉺光纖進(jìn)行激勵(lì)的泵浦功率低，僅需幾十毫瓦，而拉曼放大則需要0.5-1W的泵浦源進(jìn)行激勵(lì)，但是EDFA的輸出功率不能過大，容易導(dǎo)致非線性效應(yīng)的產(chǎn)生，從而影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量；拉曼放大作為一種基于受激拉曼散射的分布式放大技術(shù)，其放大介質(zhì)就是傳輸光纖本身，可放大光纖中各個(gè)部位的信號(hào)光，降低了對(duì)信號(hào)光功率的要求，能有效避免一些非線性效應(yīng)的產(chǎn)生，此外，拉曼放大有較寬的增益帶寬，信號(hào)光可在很寬的范圍內(nèi)獲得拉曼增益，但其拉曼增益系數(shù)較低，所需的拉曼泵浦功率較高，對(duì)光無源器件要求較高；布里淵放大作為基于受激布里淵散射(SBS)的分布式放大方式，其優(yōu)點(diǎn)在于具有較高的布里淵增益系數(shù)(高于拉曼增益系數(shù)三個(gè)數(shù)量級(jí))，所需的泵浦功率較低，噪聲小，但其布里淵作用的效果受外界環(huán)境的影響，不易控制，同時(shí)具有增益帶寬較窄的特點(diǎn)。本分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法是在基于背向布里淵放大的光時(shí)域反射計(jì)型光纖傳感系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出的，結(jié)合前向、反向拉曼放大技術(shù)，使得整個(gè)光纖中的信號(hào)光均得到分布式放大，顯著地延伸了光信號(hào)的有效傳輸距離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的針對(duì)背景技術(shù)的不足之處改進(jìn)設(shè)計(jì)一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法，將傳輸光纖分為三段，分別對(duì)每一段光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)進(jìn)行放大，從而達(dá)到延長光纖傳輸距離，提高光纖傳輸信號(hào)強(qiáng)度的目的。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法，該方法將傳輸光纖分為三段，第一段光纖中采用從光纖前端輸入的二階拉曼泵浦光對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大，第二段光纖中采用從光纖后端輸入的布里淵泵浦光對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大，第三段光纖中采用從光纖后端輸入的一階拉曼泵浦光對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的。因而本發(fā)明方法首先將傳輸光纖分為三段，第二段光纖的布里淵頻移與第一、三段光纖相差較大，光信號(hào)與二階拉曼泵浦光從光纖前端同時(shí)輸入第一段光纖，將布里淵泵浦光與一階拉曼泵浦光從光纖后端輸入第三段光纖，確保受激布里淵放大效應(yīng)只會(huì)發(fā)生在第二段光纖中。

所述一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法，將信號(hào)光源產(chǎn)生的光信號(hào)與二階拉曼泵浦源產(chǎn)生的二階拉曼泵浦光經(jīng)過波分復(fù)用器從光纖前端輸入第一段光纖中；將布里淵泵浦源產(chǎn)生的布里淵泵浦光經(jīng)過環(huán)形器隔離后與一階拉曼泵浦源產(chǎn)生的一階拉曼泵浦光一起經(jīng)過波分復(fù)用器一起從光纖尾端輸入第三段光纖中。

本發(fā)明信號(hào)光與二階拉曼泵浦光一起從光纖前端輸入，布里淵泵浦光與一階拉曼泵浦光一起從光纖尾端輸入，整段光纖即作為傳輸介質(zhì)，又作為放大介質(zhì)；第一段光纖和第三段光纖中的信號(hào)脈沖光主要由拉曼泵浦放大，第三段光纖不會(huì)發(fā)生受激布里淵作用，其中的布里淵泵浦光會(huì)被后向拉曼泵浦放大，布里淵泵浦能量被推送至第二段光纖，第二段光纖內(nèi)的信號(hào)光主要被增益系數(shù)大得多的布里淵泵浦光放大。因此，全程光纖中的信號(hào)光均受到分布式放大，具有延長光纖傳輸距離，提高光纖傳輸信號(hào)強(qiáng)度的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為具體實(shí)施例中175km傳感光纖中引入不同泵浦時(shí)獲得的Φ-OTDR原始散射曲線對(duì)比圖；

圖3為本發(fā)明一種分區(qū)型分布式光纖信號(hào)放大方法探測(cè)175km傳感光纖不同位置處擾動(dòng)的效果圖。

圖1中：1.光源，2.第一波分復(fù)用器，3.二階拉曼泵浦源，4.第一段光纖，5.第二段光纖，6.第三段光纖，7.第二波分復(fù)用器，8.一階拉曼泵浦源，9.環(huán)形器，10，布里淵泵浦源；圖2(a)為所有泵浦都開啟與關(guān)閉后向布里淵泵浦(BP)分別獲得放大效果對(duì)比圖。圖2(b)為所有泵浦都開啟與關(guān)閉后向一階拉曼泵浦分別獲得得放大效果對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。