[發明專利]一種用于光纖時頻同步的超低噪聲指數高增益的雙向拉曼/摻鉺混合光纖放大器

在審

• 申請號: 202210930517.5
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN115514415A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 侯永康;商建明;喻松;蔣天煒;丁尚甦
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/2525
• 分類號: H04B10/2525;H04B10/2537;H04B10/291
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于光纖時頻同步的超低噪聲指數高增益的雙向拉曼/摻鉺混合光纖放大器，其特征在于，包括雙向信號分離部分、信號色散補償和放大部分。該發明雙向信號分離部分對光纖鏈路中的不同通道的信號對正向和反向光進行分路和合路以及帶外噪聲濾除；雙向信號分離部分利用多個WDM對正向和反向光進行分路和合路以及帶外噪聲濾除；該發明信號色散補償和放大部分對光纖鏈路衰減和色散進行補償；色散補償部分利用色散補償光纖進行色散補償，利用拉曼光纖放大器獲得超低噪聲指數，利用兩個摻鉺光纖放大器分別對兩組分離后的信號進行放大，獲得高增益。

技術領域

本發明屬于光傳輸領域，特別涉及一種用于光纖時頻同步的超低噪聲指數高增益的雙向拉曼/摻鉺混合光纖放大器系統。

背景技術

精密時間、頻率同步技術在物理基本原理測試、原子鐘比對、深空探索、軍民信息網絡的下一代發展等方面都有著重大的技術推動意義。目前基于衛星的時間、頻率同步方法所能達到的傳輸相對穩定度最高只在10^-16/日，而利用光纖同步光學時間、頻率信號的相對穩定度在1日積分時間已達到10^-20量級，足以滿足目前光鐘時頻信號傳輸和遠程比對的需求。

基于光纖鏈路的時頻同步技術很大程度受限于光纖本身的衰減，最大傳輸距離可達到一百多公里。而實際應用中的光學時頻同步距離常常達到數百公里，甚至上千公里。同時，光纖時頻同步技術中需要對信號同時進行前后對向傳輸。為增加傳輸距離，需要使用低噪聲指數、高增益的雙向放大器作為中繼系統對光纖鏈路衰減進行補償。另外由于光纖鏈路的色散效應會降低時頻同步系統所能夠獲得的相對穩定度，故需要對光纖鏈路的色散進行補償。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提出一種用于光纖時頻同步的超低噪聲指數高增益的雙向拉曼/摻鉺混合光纖放大器，其目的是對基于光纖的遠距離時頻同步技術中的鏈路衰減和色散效應進行補償。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種用于光纖時頻同步的超低噪聲指數高增益的雙向拉曼/摻鉺混合光纖放大器，包括：信號分離部分、信號色散補償和放大部分，所述信號分離部分包括正反向信號分離；所述放大部分包括拉曼放大部分和正向、反向摻鉺光纖放大部分；所述信號分離部分的第二粗波分復用器的a端與拉曼放大部分的輸入端即色散補償光纖一端相連，所述拉曼放大部分的輸出端與所述第三粗波分復用器的a端相連，所述第三粗波分復用器的b端與所述正向摻鉺光纖放大部分的輸入端相連，第三粗波分復用器的c端與所述反向摻鉺光纖放大部分的輸入端相連，所述正向摻鉺光纖放大部分的輸出端與所述信號分離部分第四粗波分復用器的b端相連，所述反向摻鉺光纖放大部分的輸出端與第一粗波分復用器的c端相連。

作為優先例，所述信號分離部分包括三個粗波分復用器，所述拉曼放大部分包括一個使用色散補償光纖作為增益介質的拉曼光纖放大器，所屬正向摻鉺光纖放大部分包括一個單向摻鉺光纖放大器，所屬反向摻鉺光纖放大部分包括一個同樣的單向摻鉺光纖放大器。

作為優選例，所述信號分離部分包括第一粗波分復用器、第二粗波分復用器和第四粗波分復用器，所述第一粗波分復用器的輸入端作為整體的輸入端，所述第一粗波分復用器的b 端與所述第二波分復用器的b端相連，所述第一粗波分復用器的c端與所述反向摻鉺光纖放大部分的輸出端相連，所述第二粗波分復用器的c端與所述第四粗波分復用器的c端相連，所述第二粗波分復用器的a端與所述拉曼放大部分的輸入端相連，所述第四粗波分復用器的 b端與所述正向摻鉺光纖放大部分的輸出端相連。