[發明專利]光纖放大器

有效

• 申請號: 201710504886.7
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107154575B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 劉建國;李金野;陳偉;鄒燦文;于麗娟;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/091;H01S3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

一種光纖放大器，包括泵浦源、信號源、及構成光學主路的波分復用器、摻鉺光纖和波分解復用器，其中：泵浦源，用于提供泵浦光；信號源，用于提供信號光；波分復用器，用于耦合泵浦光和信號光得到復合光；摻鉺光纖，用于吸收復合光中的泵浦光以對復合光中的信號光進行增益放大；波分解復用器，用于將增益放大后的復合光分解為殘余泵浦光和輸出信號光。本公開的信號光和泵浦光，通過波分復用器耦合形成復合光，使得信號光和泵浦光從同一方向注入摻鉺光纖中，從而降低光纖放大器的噪聲系數；且本公開的光纖放大器可以明顯增大增益倍數，實現光纖放大器的高增益。

技術領域

本公開屬于光纖通信領域，更具體地涉及一種光纖放大器。

背景技術

光纖通信是當今世界上發展最快的領域之一，在傳統的光纖通信系統中，為了克服光纖損耗對信號傳輸的影響，需要每隔一定的距離對衰減了的光信號進行再生中繼。而傳統的中繼器放大光信號時，需要進行光電轉換、電放大、再定時、脈沖整形以及電光轉換，盡管這個過程對于中等速率的單波長很適用，但對于高速多波長系統則不適用，存在傳輸瓶頸，所以各種光放大技術的研究對于光纖通信系統的發展具有很重要的意義。

作為光放大器的一種，摻鉺光纖放大器(EDFA)在光纖通信系統中有廣泛的應用，比如作為長距離通信系統中的中繼放大器、作為光纖通信系統中光發送機后級的功率提升放大器和光接收機前級的前置放大器、作為高速大容量多信道光纖通信系統的寬帶放大器，及作為高速長距離光纖孤子通信系統中的孤子能量補償放大器。

在某些需要高增益的光纖放大器通信鏈路中，往往采用多個EDFA級聯的方案，但在提高增益的同時，鏈路噪聲系數和長度都會增加，導致鏈路性能下降。

公開內容

基于以上技術問題，本公開的主要目的在于提出一種光纖放大器，用于解決以上技術問題的至少之一。

為了實現上述目的，本公開提出了一種光纖放大器，包括泵浦源、信號源、及構成光學主路的波分復用器、摻鉺光纖和波分解復用器，其中：

泵浦源，用于提供泵浦光；

信號源，用于提供信號光；

波分復用器，用于耦合所述泵浦光和信號光得到復合光；

摻鉺光纖，用于吸收所述復合光中的泵浦光以對所述復合光中的信號光進行增益放大；

波分解復用器，用于將摻鉺光纖輸出的復合光分解為殘余泵浦光和輸出信號光。

在本公開的一些實施例中，上述光纖放大器還包括第一光學支路，該第一光學支路包括光纖布拉格光柵，用于反射殘余泵浦光，以使殘余泵浦光經由波分解復用器返回至摻鉺光纖進行再次吸收。

在本公開的一些實施例中，上述布拉格光柵的周期結構與泵浦光的波長相匹配。

在本公開的一些實施例中，上述光纖放大器還包括第二光學支路，該第二光學支路包括定向耦合器和光環形器，其中：

光環形器，用于將摻鉺光纖再次吸收后剩余的部分殘余泵浦光，經由波分復用器傳輸至定向耦合器；

定向耦合器，用于將部分殘余泵浦光與泵浦源再次提供的泵浦光耦合后作為后續泵浦光。

在本公開的一些實施例中，上述光環形器為三端口無源器件，其中的一個端口僅作為輸入端，用于輸入泵浦源提供的泵浦光；其中的另外兩個端口作為輸入/輸出端。

在本公開的一些實施例中，上述光纖放大器還包括兩個光隔離器，其中：

兩個光隔離器的其中之一置于波分復用器和信號源之間，用于防止反向的自發輻射噪聲沿摻鉺光纖傳輸至信號源；

兩個光隔離器的其中另一置于波分解復用器遠離摻鉺光纖的一端，用于防止反饋的所述輸出信號光返回至光學主路。