[發明專利]一種用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器

在審

• 申請號: 202310440949.2
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116646803A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 寧提綱;王麗紅;裴麗;鄭晶晶;王建帥;李晶;王丁辰;侯文強
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;H01S3/10;H01S3/105;H01S3/00;G02F1/39
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 岳東升

本發明提供了一種用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器。耦合器，偏振控制器和可調衰減器構成光纖環形鏡。光纖環形鏡，增益光纖和光纖光柵構成諧振腔生成新的泵浦激光，和泵浦一起實現雙泵浦。利用光纖環形鏡將首次放大信號反射回增益光纖二次放大，最后由三端口環形器輸出實現信號雙通。偏振控制器和可調衰減器用于控制新泵浦的功率以及增益平坦。本發明利用現有技術和產品條件，對光纖放大器結構進行設計，保留了光纖放大器的優點，實現了寬帶光信號雙通放大高增益的同時保持增益平坦。

技術領域

本發明涉及一種用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器。涉及光纖放大器領域。

背景技術

光纖放大器是光纖通信的一次根本性革命，是實現高速率、大容量光纖通信系統的關鍵技術。波分復用尤其是密集波分復用技術使得通信帶寬大大增加，成為目前開發和應用的熱點，它的發展也對光纖放大器提出了更高的要求。工作帶寬，增益平坦度，增益值等作為衡量光放大器性能的重要指標，在光纖放大器的設計與應用中受到廣泛關注。

當前的光纖通信波段主要位于C波段，只有小部分光纖低損耗通信窗口被利用，這主要受限于光纖放大器的工作帶寬。雙波長泵浦可以有效擴展光纖放大器的工作帶寬，但是傳統的雙波長泵浦光放大器需要至少兩個泵浦，成本較高。而且在寬帶光信號放大的過程中需要面對泵浦與信號合束的問題，雙波長泵浦配置對合束的要求更為苛刻。寬帶放大器在應用中還需要考慮增益平坦度，只有增益平坦的光放大器才能成功應用于實際通信。如何實現寬帶增益平坦也是現在研究的熱點。此外，通常情況下增益平坦化是削去高增益部分使之平坦，這會降低光放大器的增益值。

本專利所述用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器，全光纖結構應用于光通信系統中無需光電轉換且易于與光纖系統連接。此放大器利用已有的器件進行設計，通過在放大器中形成諧振腔用單泵實現雙波長泵浦可以有效節省成本擴展增益帶寬，且只需要考慮單波長與信號合束；用耦合器和偏振控制器構成環形鏡控制寬帶增益平坦；用雙通結構實現信號兩次放大提高放大器的增益。

發明內容

為了解決上述現有技術不足，本發明提供一種用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用耦合器與光柵實現寬帶增益平坦的雙通光纖放大器，該放大器由泵浦(1)，隔離器(2)，三端口環行器(3)，波分復用器(4)，光纖光柵(5)，增益光纖(6)，耦合器(7)，偏振控制器(8)，可調衰減器(9)共同組成。

泵浦(1)經過隔離器(2),波分復用器(4)和光纖光柵(5)后輸入增益光纖(6)。耦合器(7)，偏振控制器(8)和可調衰減器(9)共同構成一個光纖環形鏡。偏振控制器(8)和可調衰減器(9)被用于調控光纖環形鏡的反射。光纖環形鏡和光纖光柵(5)構成一個線性諧振腔，與增益光纖(6)和泵浦(1)共同作用產生一個不同于泵浦(1)波長的激光。新生成的泵浦激光與泵浦(1)一起作用于放大器，雙泵浦有助于擴寬放大器的增益帶寬。

信號從三端口環形器(3)的a端口輸入b端口輸出，經過波分復用器(4)和光纖光柵(5)輸入增益光纖(6)被首次放大。首次放大的信號被耦合器(7)，偏振控制器(8)和可調衰減器(9)構成的光纖環形鏡反射回增益光纖(6)被二次放大。二次放大的信號經過光纖光柵(5)，波分復用器(4)，從三端口光纖環形器(3)的b端口輸入c端口輸出。實現了光纖放大器的信號雙通，雙通配置可以提升放大器的增益。同時調整偏振控制器(8)可以實現放大器的增益平坦。

上述方案中，所述光纖光柵(5)反射波長在增益光纖(6)的增益波長內，反射波長以及反射率可根據需要進行調整。

上述方案中，所述增益光纖(6)為摻雜有稀土離子的有源光纖或者摻鉍光纖。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明