专利名称：宽带拉曼放大和色散补偿模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，适用于光纤通信系统和网络。
最近，拉曼光纤放大器的主要研究热点是提高平坦带宽。对于分布式拉曼放大传输系统，是采用多波长半导体激光器阵列作为泵浦源反向泵浦，利用在线传输光纤(如非零色散位移光纤)本身作为增益介质。为了提高带宽，美国TYCO SUBMARINE SYSTEM公司的Kidorf Howard David(US6052219，Widebandwidth Raman amplifier capable of employing pump energy spectrallyoverlapping the signal)和Xiabing Ma(US6151160，Broadband RamanPre-amplifier for wavelength division multiplexed optical communication systems)对此先后进行了研究。前者采用1455nm和1495nm两个泵浦源反向泵浦，可以获得1530-1610nm范围(C波段和L波段)的信号放大，后者提出采用多个分带结构，每个分带可以用掺稀土离子光纤或拉曼效应放大所对应的光信号，可以实现宽带放大，由于后者在分带放大之前，还利用了一个掺铒光纤放大器或拉曼光纤放大器，其分带放大的带宽受它前面的放大器的制约。
随着用户对带宽的日益需求，光纤通信正在向着高速率宽带宽的大容量方向发展，无水峰的石英光纤已研制成功(ALLWAVE光纤)，不久将会投入商用。无水峰的石英光纤的低损耗带宽为400nm(1250-1650nm)，覆盖了第二、第三、第四和第五个窗口。单通道速率已向40Gb/s迈进，而目前的色散补偿技术仅适用于单波带(S带，C带或L带)的色散补偿，不能满足超宽带和超高速和超长距离传输的要求。同时，目前的拉曼放大器所能实现的平坦带宽最大只有120nm，其带宽还不到全波光纤可利用带宽的三分之一，色散补偿带宽还不到全波光纤可利用带宽的六分之一，因此，目前色散补偿技术和光放大技术仍然不能满足超大容量和超长距离传输的要求，研究带宽更宽的超宽带光纤放大器和色散补偿成为近期密集波分复用技术的研究主题。
为了实现这样的目的，本发明设计的宽带拉曼放大和色散补偿模块，包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器。色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较高的负色散，其色散绝对值在80-160ps.nm-1.km-1范围内，长度在1km到5km范围内。同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。半导体激光器阵列包括波长范围在1400-1500nm之间的3-7个不同波长的激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号既得到色散补偿又获得增益；泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的多波长激光耦合到色散补偿光纤中，多泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的激光耦合到尾纤中。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，半导体激光器阵列的尾纤接入泵浦耦合器。
由于色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较大的负色散，使用较短的光纤可以补偿前一跨距传输光纤的色散。同时，色散补偿光纤具有较小的截面积和较高的锗离子掺杂浓度，因此具有较大的拉曼增益系数。本发明采用色散补偿光纤，设计出具有120nm带宽拉曼放大和色散补偿功能的模块。该模块的发明，使密集波分复用系统的传输容量得到进一步提高。
图2为模块色散补偿后的色散曲线。
图3为模块拉曼放大的增益谱。
在
图1的结构示意图中，宽带拉曼放大和色散补偿模块，包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。在本实施例中，色散补偿光纤的参数如表1所示；同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。半导体激光器阵列包括3-7个不同波长的半导体激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号获得增益。多泵浦耦合器用于将半导体激光器阵列输出的激光耦合到尾纤中。所使用的泵浦激光器波长和功率的优化配置见表2。经过计算得到，模块色散补偿后的色散曲线如图2所示，模块的增益谱如图3所示。由图可见，拉曼放大和色散补偿的波长范围为1500-1620nm，其平坦带宽为120nm，其平坦度在2dB以内。
表1用于拉曼放大和色散补偿模块的色散补偿光纤参数
表2用于拉曼放大的泵浦波长和泵浦功率的配置
权利要求
1.一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于包括色散补偿光纤、两个半导体激光器阵列、两个泵浦耦合器和两个多泵浦耦合器，色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。
2.根据权利要求1所说的宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于色散补偿光纤在1500-1620nm波长范围内具有较高的负色散，其色散绝对值在80-160ps.nm-1.km-1范围内，长度在1km到5km范围内，可补偿前一跨距传输光纤的色散，同时，色散补偿光纤可以作为集中式拉曼放大的增益介质。
3.根据权利要求1所说的宽带拉曼放大和色散补偿模块，其特征在于半导体激光器阵列包括波长范围在1400-1500nm之间的3-7个不同波长的半导体激光器，双向泵浦色散补偿光纤使输入信号获得增益。
全文摘要
本发明涉及一种宽带拉曼放大和色散补偿模块，适用于光纤通信系统和网络。色散补偿光纤前接和后接泵浦耦合器，两个半导体激光器阵列的多波长激光分别通过多泵浦耦合器耦合到尾纤中，尾纤接入泵浦耦合器。色散补偿光纤在1500－1620nm波长范围内具有较高的负色散，可以补偿前一跨距传输光纤的色散，同时可作为集中式拉曼放大的增益介质，半导体激光器阵列包括波长范围在1400－1500nm之间的3－7个不同波长的激光器，用于双向泵浦色散补偿光纤，使输入信号既得到色散补偿又获得增益。本发明具有120nm带宽集中式拉曼放大和色散补偿功能的模块，使密集波分复用系统的传输容量得到进一步提高。
文档编号G02B6/43GK1403843SQ0213738
公开日2003年3月19日 申请日期2002年10月10日 优先权日2002年10月10日
发明者姜淳, 胡卫生, 曾庆济, 王悦 申请人:上海交通大学