用来使用光纤产生l波段光源的装置和光放大器的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:用来使用光纤产生l波段光源的装置和光放大器的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用来产生L波段光源的装置和一种光信号放大器,特别是涉及通过增大相对于L波段光的放大增益以执行一稳定的谐振工作而产生L波段光源的装置,和涉及有效地放大L波段光的一光放大器。
通常,一光传送装置使用诸如商用波段C波段或中间波段M波段之类的大约为1530nm至1560nm的波长波段,这是由用来放大主要通过光路所传送的光信号的光放大器的特性所造成的。目前,该光放大器是这样一种方式构成的,即980nm或1480nm的激光配有掺杂有诸如铒之类的稀土离子的掺铒纤维EDF。如图1所示,图1示出了该光纤放大器的放大增益特性,该光纤放大器在约为1530nm至1560nm的波长波段中提供了一有效的放大增益。同时,使用C波段的该光传送系统需要一用来产生一具有相应波长波段的光源的装置。通常,该光源产生装置使用一半导体激光器件或掺铒纤维EDF。使用EDF的该光源产生装置具有一环型结构,通常该环型结构通过一特殊的可调谐滤波器将从该EDF输出的被放大信号返回到EDF。
图2是具有环型结构的一常规光源产生装置的框图。标号1表示一输出例如980nm或1480nm的抽运光的抽运激光二极管。从抽运激光二极管1输出的抽运光通过波分多路复用器WDM2被输出到掺铒纤维EDF3。随后,从EDF3输出的光信号通过一能够通过一特定波长光的隔离器4被输入到可调谐滤波器5。从该可调谐滤波器5输出的特定波长光通过抽头耦合器6、隔离器7和波分多路复用器WDM2被返回到EDF3。抽头耦合器6将自可调谐滤波器5输出的光信号按一预定比来分隔,例如按70∶30分隔,70%光作为输出光被输出和30%光作为输出送到隔离器7。在上述构成中,通过可调谐滤波器5将自EDF3输出的被放大光返回到EDF3而能够构成一用于特定波长光的谐振结构,并且通过将经过抽头耦合器6输出被放大的光而得到特定波长的光。
同时,由于光通信技术得到迅速的发展,用来同时通过一光路传送具有多个波长的光信号的波分多路复用WDM传送技术被广泛使用,从而大大提高了光路的传送效率。因此,波分多路复用WDM系统需要用来通过单一光路同时传送多个波长,即多通道的方法。但是,如上所述,由于光纤放大器的放大特性的原因而在目前光传送系统中可利用波段限制在1530nm至1560nm范围内,所以很难保证多于一预定数的多个通道。考虑到上述障碍,研究了一种利用波长为1570nm至1610nm的L波段而不用C波段传送光信号的改进方法。利用这种方法,通过变更EDF3的长度而提高了L波段光的放大效率。也就是,随EDF3变长而EDF3的L波段增益增加。例如,如果EDF3的长度为21m,则相对于1530nm至1560nm的波长该增益增加,如果长度为100m,则相对于1570nm至1610nm的波长该增益增加。但是,即使加长EDF以增加L波段增益,但由于通过提供一正常抽运光也不可能得到大于最大-50db输出功率,所以应当了解上述方法并不适于放大L波段光。另外,在图2所示的具有环型结构的光源产生装置中,具有大于1600nm的波长的光不被谐振,并且由于如图1所示L波段的放大增益很弱所以其增益减小。因此它不可能利用EDF3产生L波段光。
因此,本发明给出了一种使用光纤产生L波段光源的装置,并且给出了一种明显避免了由于相关技术的局限和缺点所引起的一个或多个问题的光放大器。
本发明的一个目的是提供一种使用光纤放大产生L波段光源的装置。
本发明的另一个目的是提供一种用来使用光纤放大器可有效放大L波段光的光放大器。
本发明的另一个目的是提供一种具有单一结构的用来产生L波段光源的装置和光放大器,从而交替地使用该装置用作产生L波段光源或光放大器。
根据本发明的第一实施例为了完成一个目的,提供了一种使用光纤产生L波段光源的装置,该装置包括用来相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光提供一最大放大增益的第一光纤放大器;与第一光纤放大器相连用来相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光提供一最大放大增益的第二光纤放大器;和用来通过来自从第二光纤放大器的输出光的具有一特定波长的输入光的可调谐滤波器,可调谐滤波器的输出光被输入到第一光纤放大器,一抽头耦合器被安置在一光路上,通过该抽头耦合器第二光纤放大器的输出光朝向馈送到第一光纤放大器。
根据本发明的第二实施例为了完成本发明的一个目的,提供了一种光放大器,该光放大器包括与一光路串联连接的用来相对于具有1530nm至1560nm波长的一输入光提供一最大放大增益的第一光纤放大器;和与第一光放大器相连接的用来相对于具有1570nm至1610nm波长的一输入光提供一最大放大增益的第二光放大器。
根据本发明的第三实施例为了完成本发明的一个目的,提供了一种用来产生L波光源的装置和一光放大器,包括有用来相对于具有1530nm至1560nm波长的一输入光提供一最大放大增益的第一光纤放大器;与第一光纤放大器相连用来相对于具有1570nm至1610nm波长的一光信号提供一最大放大增益的第二光纤放大器;一用来通过自第二光放大器输出光的具有一特定波长的输入光的可调谐滤波器;用来有选择地向第一光纤放大器输入该可调谐滤波器的输出光或一特定输入光的转换装置;和用来接收第二光纤放大器的输出光并且输出一预定量的光作为输出光的抽头耦合器。
根据本发明的上述构成,提供相对于1530nm至1560nm波长的输入光的最大放大增益的第一光纤放大器和提供相对于1570nm至1610nm波长的光信号的最大放大增益的第二光纤放大器相互串联连接,从而使用第一光纤放大器的输出光作为第二光纤放大器的抽运光。因此,它能够相对于一L波段信号光提供一满意的放大增益和一稳定的谐振工作,因此产生一良好的光源。
应当了解的是前面的一般性描述和下面的详细说明是示例性和解释性的说明并且意欲对本发明的权利要求作进一步的说明。
附图提供了对本发明的进一步理解并且构成本说明书的一部分,与用来解释本发明的原理的说明一起用来解释本发明的实施例。
附图中图1是一表示一普通掺铒纤维EDF的放大增益特性的图示;图2示出了一具有环型结构的常规光源产生装置;图3示出了根据本发明的第一方面的第一实施例的使用掺铒纤维的用来产生L波段光源的装置;图4示出了由图3中的第一和第二光纤放大器所得到的放大增益特性;图5示出了来自图4中的一抽头耦合器的输出光的一个例子;图6示出了根据本发明第一方面的第二实施例的使用掺铒纤维用来产生L波段光源的装置;图7示出了根据本发明第二方面的第一实施例的一光放大器;图8示出了根据本发明第二方面的第二实施例的一光放大器;和图9示出了根据本发明第三方面的一实施例的用来产生具有单一结构的L波段光源和一光放大器的装置现在将详细介绍本发明的最佳实施例,实施例的例子参照



参见图3,图3示出了根据本发明的第一实施例的使用掺铒纤维的用来产生L波段光源的装置,第一和第二光纤放大器10和20相互串接。在第一光纤放大器10中,第一隔离器11的输出光和来自第一抽运激光二极管12的一抽运光被输入到第一波分多路复用器WDM13。随后,第一WDM13的输出光被输出到第一掺铒纤维EDF14。该抽运光是980nm或1480nm。即,第一隔离器11的输出光和来自第一抽运激光二极管的抽运光通过第一WDM13输出到第一EDF14,第一EDF14根据该抽运光放大隔离器11的输出光。例如,第一EDF14具有21m长度,以与常规EDF相同方式,示出了相对于1530nm至1560nm波长的一满意的放大增益特性。即,第一光纤放大器10起用于C波段的光信号放大器的作用。
同时,第二光纤放大器20除了第二EDF243具有与第一EDF14不同的长度之外具有与第一光纤放大器10相同的构成。即,在第二光纤放大器20中,第二隔离器21的输出光和来自第二抽运激光二极管22的抽运光被输出到第二波分复用器WDM23。随后,第二WDM23的输出光输入到第二EDF24。这里,该抽运光也是980nm或1480nm。特别是,为了放大L波段光信号,第二光纤放大器24的长度被设置得比第一光纤放大器14的长度要长。即,为了提供一相对于1570nm至1610nm的L波段的最大放大增益,例如,第二EDF24的长度被置为100m。即,第二光纤放大器20起用于L波段的光信号放大器的作用。
接着,自第二EDF23输出的L波段光通过第三隔离器30被馈送到可调谐滤波器40。可调谐滤波器40通过一特定的L波段波长。自可调谐滤波器40输出的光被输入到一以例如30∶70之类的一预定比分隔输入光的抽头耦合器50。该抽头耦合器50将30%光馈送到第一光纤放大器10作为输入光,并且输出70%光作为输出光。
在图3中所示的构成具有以用于C波段的第一光纤放大器10和用于L波段的第二光纤放大器20相串接形式所构成的环型结构,并且用于L波段的第二光纤放大器20的输出光通过可调谐滤波器40被返回到第一光纤放大器10。
参见图4,图4示出了用于L波段的第二光纤放大器20的放大增益特性,(A)表示当第一光纤放大器10未被使用时的放大增益特性,(B)表示当第一光纤放大器10被使用时的放大增益特性,即当输出光被自发的发射放大(ASE)时,用于C波段的第一光纤放大器10的输出光被输入到用于L波段的第二光纤放大器20。如图4所示,如果第一光纤放大器10未被使用时,第二光纤放大器20的最大输出功率不超过-50dBm。反之,如果第一光纤放大器10的ASE输出被输入到第二光纤放大器20,则第二光纤放大器20的最大输出功率急剧增加超过-10dBm。这就很容易地考虑到第一光纤放大器10的ASE输出影响第二光纤放大器20的放大工作。实际上,根据发明人的研究表明第二光纤放大器20的放大增益随在第二光纤放大器20中作为一抽运光的第一光纤放大器10的ASE输出而急剧增加。
在上述构成中,自第一光纤放大器10输出的高功率ASE作为一抽运光被提供给相对于L波段具有最大放大增益的第二光纤放大器20。该高功率抽运光激活在第二EDF24中所掺杂的稀土离子以发射大量被激励的光子,因此得到如图4(B)所示的良好的ASE输出。随后,第二光纤放大器的高功率输出光通过可调谐滤波器40连续反馈到第二光纤放大器20从而执行谐振工作,因而从抽头耦合器获得良好的L波段光源。即,当该光纤放大器的ASE输出高于-20dBm时可得到在通常环形结构中的谐振工作。反之,因为在根据本发明的上述构成中可获得高于-10dBm的第二光纤放大器20的输出功率,所以它能够执行令人满意的谐振工作。
图5示出了由该抽头耦合器40得到的具有1480nm波长和7dBm最大功率的输出光。
现在参见图6,图6示出了根据本发明第一方面的第二实施例的使用掺铒纤维的用来产生L波段光源的装置,图6中与图3中的相同部件使用相同的标号表示。以与图3中所示实施例相同的方式,包括有第一隔离器11、第一WDM13和第一EDF14的第一光纤放大器10与包括有第二隔离器21、第二WDM23和第二EDF24的第二光纤放大器20相串接。第二光纤放大器20的输出光通过可调谐滤波器40和第一抽头耦合器50被反馈到第一光纤放大器10。除此之外,第一光纤放大器10提供一令人满意的相对于C波段的放大增益和第二光纤放大器20提供一相对于L波段的最大放大增益。同时,在本发明的上述实施例中,提供有一单一抽运激光二极管60,自该抽运激光二极管60输出的抽运光通过第二抽头耦合器70被分别输入到第一和第二光纤放大器10和20。第二抽头耦合器70以例如20∶80的一预定比分隔抽运激光二极管60的抽运光,将20%抽运光馈送到第一光纤放大器10和将80%抽运光馈送到第二光纤放大器20。这里,即使它能够以其它比值来分隔该抽运光,也希望提供给第二光纤放大器20的抽运光的数量要大于提供给第一光纤放大器10的抽运光的数量。
如像以上详细说明的那样,在用于C波段的第一光纤放大器10的ASE输出被输入到用于L波段的第二光纤放大器的情况中,该ASE输出实际作为在用于L波段的第二光纤放大器20中的一抽运光,因而用于L波段的第二光纤放大器20的放大增益急剧增加。因此,仅仅使用一单一抽运激光二极管而无须使用用于各个光纤放大器10和20的各自的抽运激光二极管就可获得良好的放大增益。即,根据本发明的上述实施例,具有相对于L波段的更可取功率的ASE通过具有相对于C波段的一最大放大增益的第一光纤放大器10输出所提供的ASE信号与具有相对于L波段的最大放大增益的第二光纤放大器20而从第二光纤放大器20输出。随后,第二光纤放大器20的输出光通过组成该环型光放大器的可调谐滤波器40而反馈到第一光纤放大器10。因此,根据本发明的上述实施例,因为自第二光纤放大器20输出的L波段光具有足以在该环型结构中执行谐振工作的所满意的信号功率而能够得到来自第一抽头耦合器50的所期望的L波段光。另外,它能够利用上述构成实施一有效放大L波段光信号的一光放大器。
参见图7,图7示出了根据本发明第二方面的第一实施例的一光放大器,其中与图3相同的部件用相同标号示出。在图7中,第一和第二光纤放大器10和20相互串接。以与图3所示实施例的相同方式,第一光纤放大器10包括第一隔离器11、第一抽运激光二极管12、第一WDM13和第一EDF14,第二光纤放大器20包括第二隔离器21、第二抽运激光二极管22、第二WDM23和第二EDF24。第二光纤放大器20的输出光通过第三隔离器30输出。如像上面详述那样,在第一光纤放大器中所提供的第一EDF14设置为21m以提供相对于1530nm至1560nm的C波段的一最大放大增益,而在第二光纤放大器中所提供的第二EDF24设置为100m以提供相对于1530nm至1560nm的C波段的一最大放大增益。
在上述构成中,因为第一光纤放大器10提供有相对于具有1530nm至1560nm波长的一输出光的一令人满意的放大增益,所以如果L波段信号光被输入到第一光纤放大器10,则该输入信号光不被放大,或者它的信号功率被减弱,但是输入到第二光纤放大器20中。同时,因为第一光纤放大器10接收来自第抽运激光二极管12的抽运光,所以第一光纤放大器10将该ASE信号输出到第二光纤放大器20。接着,用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的一输出光的最大放大增益的第二光纤放大器20输入自第一光纤放大器10输入的光信号。这里,因为自第一光纤放大器10输入的ASE信号实际作为在第二光纤放大器20中的一抽运光,所以该光信号由一大的放大增益放大。再说一句,通过第一和第二光纤放大器10和20,输入到第一光纤放大器10的光信号由一预定放大增益而被放大,并且通过第三隔离器30输出。
图8示出了根据本发明第二方面的第一实施例的一光放大器。因为图8所示的实施例相应于图6中所示的构成并且基本工作与图6和图7相同,所以省略了详细说明。
参见图9,图9示出了根据本发明的第三方面的一实施例的具有一单一结构的用来产生L波段光源和一光放大器的装置,与前面图相同的部件由相同标号来表示并且省略详细说明。在图9中,用来产生L波段光源和一光放大器的装置是以与上述实施例相同方式构成的。即,用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的一最大放大增益的第一光纤放大器10和用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光的一最大放大增益的第二光纤放大器20相互串接。第二光纤放大器20的输出光通过第三隔离器30、抽头耦合器40和可调谐滤波器50馈送到第一光纤放大器10。此外,转换部分100进一步在可调谐滤波器50和第一光纤放大器10之间交替地确定。根据操作人员的选择该转换部分100将可调谐滤波器50的输出光或一分离输入光交替地输入给第一光纤放大器10。具有1570nm至1610nm波长的光信号被用作转换部分100的输入光。
在上述构成中,当操作人员操作转换部分100以将可调谐滤波器50的输出光输入到第一光纤放大器10时,通过抽头耦合器40输出具有由可调谐滤波器50所选择波长的光。即,上述构成作为用来产生L波段光源的一装置而工作。反之,当操作人员操作转换部分将该输入光输入到第一光纤放大器10时,该环型结构被拆散,并且该输入光通过第一和第二光纤放大器10和20而被放大,并通过抽头耦合器40输出。即,上述构成作为用于L波段的一光放大器而工作。
此外,本发明不限于上述各实施例而在不违反本发明的精神或范围的前题下可进行改进和变型。例如,根据图3中实施例所构成的实施例可以根据图6来构成。另外,在图3和图6所示的实施例中,第一抽头耦合器50被设置在可调谐滤波器40的前面,但是它可以如图9中所示那样将第一抽头耦合器50安置在可调谐滤波器40的后面。
根据本发明,通过将用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的最大放大增益的第一光纤放大器与用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光的最大放大增益的第二光纤放大器相连接,它能够使用第一光纤放大器的输出光作为第二光纤放大器的抽运光,因而获得相对于L波段的满意的放大增益并且产生一所期望的光源。
权利要求
1.一种用来使用光纤产生L波段光源的装置,包括第一光纤放大器,用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的一最大放大增益;第二光纤放大器,与第一光纤放大器相连接,用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光的一最大放大增益;和可调谐滤波器,用来通过来自第二光纤放大器的输出光的具有一特定波长的一输入光,该可调谐滤波器的输出光输入到第一光纤放大器,通过在光路上所设置的抽头耦合器而将第二光纤放大器的输出光馈送到第一光纤放大器。
2.如权利要求1的用来使用光纤产生L波段光源的装置,其中第一和第二光纤放大器接收来自一单一抽运光的抽运光。
3.如权利要求2的用来产生使用光纤的L波段光源的装置,其中提供给第二光纤放大器的抽运光的数量大于提供给第一光纤放大器的抽运光的数量。
4.一种光放大器,包括第一光纤放大器,与一光路串接,用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的最大放大增益;和第二光纤放大器,与第一光纤放大器的输出相串接,用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光的最大放大增益。
5.如权利要求4的光放大器,其中第一和第二光纤放大器接收来自单一抽运光的抽运光。
6.如权利要求5的光放大器,其中提供给第二光纤放大器的抽运光的数量大于提供给第二光纤放大器的抽运光的数量。
7.一种用来产生L波段光源的装置和一光放大器,包括第一光纤放大器,用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的一最大放大增益;第二光纤放大器,与第一光纤放大器相连,用来提供相对于1570nm至1610nm波长的光信号的最大增益;可调谐滤波器,用来通过来自第二光纤放大器的输出光的具有一特定波长的输入光;转换装置,用来选择地将可调谐滤波器的输出光或一特定输入光输入到第一光纤放大器;和抽头耦合器,用来接收第二光纤放大器的输出光和输出一预定数量光作为输出光。
8.如权利要求7的用来产生L波段光源的装置和光放大器,其中第一和第二光纤放大器接收来自一单一抽运光的抽运光。
全文摘要
本发明提供了一种用来产生L波段光源的装置和一光信号放大器,特别是涉及通过增加相对于L波段光的放大增益以执行一稳定的谐振工作的用来产生L波段光源的装置,以及涉及有效放大L波段光信号的光放大器。即,通过将用来提供相对于具有1530nm至1560nm波长的输入光的一最大放大增益的第一光纤放大器10与用来提供相对于具有1570nm至1610nm波长的输入光的一最大放大增益的第二光纤放大器相串接而可使用第一光纤放大器10的输出光作为第二光纤放大器20的抽运光,因而获得相对于L波段的满意的放大增益并产生一所期望的光源。
文档编号G02B6/34GK1264845SQ0010452
公开日2000年8月30日 申请日期2000年1月24日 优先权日1999年1月23日
发明者文炯明, 李奎行 申请人:大宇通信株式会社

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