专利名称：掺铒光纤放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光通信技术领域中的光纤放大器，特别是一种掺铒光 纤放大器。
背景技术：
惨铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,简称EDFA)，是利用掺铒 光纤(Erbium Doped Fiber,简称EDF)作为活性介质，在泵浦光输入到掺铒 光纤EDF中时，将大部分处于基态的E,抽运到激发态上，处于激发态的Er3+ 又迅速无辐射地转移到亚稳态上，由于Er"在亚稳态上的平均停留时间为 10ms，因此很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转，此时，信号光子通过 掺铒光纤EDF，在受激辐射效应作用下产生大量与自身完全相同的光子，使信 号光子迅速增多，这样在输出端就可以得到被不断放大的光信号。自上个世纪 80年代末至90年代初研制成掺铒光纤放大器EDFA，并开始应用于1. 55 u m频 段的光纤通信系统以来，极大地推动了光纤通信技术向全光传输方向发展。目 前掺铒光纤放大器EDFA是光通信技术领域中技术开发和商品化成熟度较高的 产品。但是，掺铒光纤放大器EDFA产生的噪声会降低光通信系统的性能，尤 其是当光通信系统中若干个掺铒光纤放大器EDFA级联之后，其噪声叠加会限 制光通信系统的传输距离。此外，光通信系统中由掺铒光纤放大器EDFA所产 生的噪声使得系统对其它构成部件，例如发射机、接收机、波分复用器以及光 纤色度色散和偏振模色散的要求被大大提高了，从而增加了系统设计难度和系 统成本。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种具有较高的信噪比，并可以降低整个系统制 作成本的掺铒光纤放大器。
按照上述目的设计的掺铒光纤放大器，包括泵浦激光器、波分复用器和掺 饵光纤。其泵浦激光器的输出端连接波分复用器的第二输入端。波分复用器的 第一输入端可以同外界信号输出端连接。波分复用器的输出端连接掺馆光纤的 输入端。掺饵光纤的输出端可以同外界信号输入端连接。掺馆光纤是设置有光 纤光栅的掺饵光纤。这里，同波分复用器第一输入端连接的外界信号输出端通
常是上一级光学器件例如光纤的输出端；同掺饵光纤输出端连接的外界信号输 入端通常是下一级光学器件例如光纤的输入端。
本实用新型的掺铒光纤放大器，利用在掺饵光纤上写入光纤光栅的方式， 使光纤放大器的输出信号被锁定到输入信号，亦即利用光纤光栅的相位敏感特 性实现了光信号的锁相放大。锁相放大使得信号的增益相对于信号通带以外的 噪声获得了压倒性的优势，使更多的泵浦能量被转化为信号增益，从而抑制了
EDF中的自发辐射放大(Amplified Spontaneous Emission,简称为ASE)，得 到较高的信噪比。
图面说明
图1本实用新型掺铒光纤放大器结构示意图。 图2本实用新型掺铒光纤放大器中掺铒光纤结构示意图。 图3被写入掺铒光纤中的光纤光栅的透射光普示意图。 图4光信号在光纤光栅中的群时延特性示意图。
具体实施方式
参见
图1，本实用新型掺铒光纤放大器结构。它包括泵浦激光器3、波分 复用器WDM (Wavelength Division Multiplexing,简称为WDM) 1和其上写有 光纤光栅FG (Fiber Grating,简称为FG)的掺饵光纤EDF/FG2。其中，泵浦激 光器3可以采用二极管泵浦固体激光器。泵浦激光器3的输出端连接波分复用 器W函1的第二输入端。波分复用器WDM1的第一输入端可以同外界信号输出端 4连接。这里，同波分复用器WDM1的第一输入端连接的外界信号输出端4通常 是上一级光学器件例如光纤的输出端。波分复用器WDM1的输出端连接掺饵光 纤EDF/FG2的输入端。掺饵光纤EDF/FG2的输出端可以同外界信号输入端5连 接。这里，同掺饵光纤EDF/FG2输出端连接的外界信号输入端5通常是下一级 光学器件例如光纤的输入端。
参见图2、 3，在光信号射入掺饵光纤EDF/FG2中的光纤光栅FG时，其波 长如果是在透射谱内，光纤光栅FG的每个栅格的部分反射作用会使得光波在 被部分来回反射并相干加强后才向前移动，来回反射使光在光纤光栅FG中走 了更长的路程，这样就相当于减慢了信号光在光纤光栅FG中的传播速度，增 加了信号光在光纤光栅FG中的停留时间，从而使信号光得到较之通常掺饵光
纤EDF更大的增益。如果入射光的波长不在透射谱内，就会被光纤光栅FG反 射，并延着入射方向返回。
在透射谱内的光信号因为谐振的原因，在通过光纤光栅FG时会具有较大 的群时延，而不在透射谱内的光信号则因为没有谐振效应，只会有较小的群时 延。参见图4，是光信号在从掺饵光纤EDF/FG2中的光纤光栅FG出射时的群时 延特性。图中纵坐标T代表信号光从
图1所示掺佴光纤EDF/FG2中的光纤光栅 FG出射时的群时延，横坐标A代表信号光的波长。由图4可见，不同波长的信 号光在光纤光栅FG中的时延特性与其谐振效应有关。当信号光在光纤光栅FG 中形成简谐共振时，其在光纤光栅FG中的时延最大，这样处于谐振态下的信 号光在光纤光栅FG中停留的时间是最长的，从而使得光信号获得较之通常掺 饵光纤EDF更大的增益。通过适当的光纤光栅FG设计，还可同时将放大器对 不同波长信号光的增益调平。
权利要求1. 掺铒光纤放大器，包括泵浦激光器、波分复用器和掺饵光纤，所述泵浦激光器的输出端连接所述波分复用器的第二输入端，所述波分复用器的第一输入端可以同外界信号输出端连接，所述波分复用器的输出端连接所述掺饵光纤的输入端，所述掺饵光纤的输出端可以同外界信号输入端连接，其特征在于所述掺饵光纤是设置有光纤光栅的掺饵光纤。
专利摘要本实用新型是一种掺铒光纤放大器，包括泵浦激光器、波分复用器和掺铒光纤。其泵浦激光器的输出端连接波分复用器的第二输入端。波分复用器的第一输入端可以同外界信号输出端连接。波分复用器的输出端连接掺铒光纤的输入端。掺铒光纤的输出端可以同外界信号输入端连接。掺铒光纤是设置有光纤光栅的掺铒光纤。该光纤放大器具有较高的信噪比。
文档编号G02F1/39GK201207116SQ20072005594
公开日2009年3月11日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者澎 王, 赵建国 申请人:珠海保税区光联通讯技术有限公司