全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器，属于光纤放大器技术领域，本发明专利技术放大器依次由信号光源、第一光隔离器、第一耦合器、波分复用器、980nm单模泵浦源、掺铒光纤、第二光隔离器、泵浦耦合器、975nm多模泵浦源、铒镱共掺双包层光纤、三端口第一环形器、光纤环形镜、三端口第二环形器、第一光纤光栅、三端口第三环形器、第二光纤光栅、第一衰减器、第二衰减器和第二耦合器组成。本发明专利技术采用级联放大+光纤环形镜+双激光控制的结构方案，利用光纤环形镜并结合两根光纤光栅实现增益平坦和增益控制功能，最终得到具有高输出功率、兼具增益控制和增益平坦特性的光纤放大器。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器，属于光纤放大器
，本专利技术放大器依次由信号光源、第一光隔离器、第一耦合器、波分复用器、980nm单模泵浦源、掺铒光纤、第二光隔离器、泵浦耦合器、975nm多模泵浦源、铒镱共掺双包层光纤、三端口第一环形器、光纤环形镜、三端口第二环形器、第一光纤光栅、三端口第三环形器、第二光纤光栅、第一衰减器、第二衰减器和第二耦合器组成。本专利技术采用级联放大+光纤环形镜+双激光控制的结构方案，利用光纤环形镜并结合两根光纤光栅实现增益平坦和增益控制功能，最终得到具有高输出功率、兼具增益控制和增益平坦特性的光纤放大器。【专利说明】全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器
本专利技术属于光纤放大器
，具体涉及一种全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器。
技术介绍
随着Internet接入、传真、IP电话、视频会议、数据和视频传输等数据业务的爆炸性增长，网络带宽的用户规模与现有网络的设计初期估计大大不同了，再加上已铺设光缆可用余量即将用尽，运营商们迫切地需要在现有的网络基础上提高网络容量以满足日益增长的服务需求。密集波分复用(DWDM)技术的出现提供了同时满足这些需求的可行解决方案。在密集波分复用系统中，对光纤放大器提出更高要求。首先，随着波长数目的增多，单根光纤总功率增大，要求光纤放大器要有高的饱和输出功率；其次，由于通常的光纤放大器工作在饱和状态，其总的输出功率几乎不随输入信道数目的变化而改变。因此，当信道数增加或减少时，其余信道的增益将下降或增大，即其余各信道的增益不恒定(赵春柳，关柏鸥，董新永等.利用光纤光栅对实现双波长增益控制掺铒光纤放大器特性的实验研究，光学学报，2003，23 (4):417?421);再次，为实现多波长的超长距离传输，需要放大器对不同波长信道的增益是平坦的(蒙红云，赵春柳，杨石泉等.基于光纤环形镜的掺铒光纤放大器增益平坦化.中国激光，2002，29 (9):805-807)。因此，兼具增益控制和增益平坦功能的高功率光纤放大器是DWDM技术发展和普及所必需的。目前主要存在三种增益控制的方法:电路自动增益控制(Automatic GainControl In Cascaded Erbium Doped Fiber Amplifier Systems.A.D.Ellis,et.al., Electron.Lett., 1991, 27 (3): 193 ?195)、链路自动增益控制(Gain StabilizationIn Gain Clamped EDFA Cascades Fed By WDM Burst-mode Packet Traffic.MirosalvKarasek, et.al., J.Lightwave Technol., 2000, 18 (3): 308 ?313)和光自动增益控制(Transient Gain Control In EDFAs By Dual-cavity Optical Automatic Gain Control.Yongqian Liu, et.al., IEEE Photon.Technol.Lett., 1999, 11(11): 1381 ?1383)。增益平坦的方法主要有:光电探测一电路增益监控调节法(CN101414731A，用于平坦光放大器增益谱的装置和方法)和插入损耗谱与增益谱相反的光纤光栅法(Broad-band Erbium-DopedFiber Amplifier Flattened Beyound40nm Using Long-Period Grating Filter.PaulF.ffysock, et.al.，IEEE Phot0.Tech.Lett.，1997，9(10): 1343)，但是目前均无法在高功率下同时实现增益平坦和增益控制。随着超高速率、大容量、长距离的密集波分复用系统的迅猛发展，作为DWDM系统核心器件之一的光纤放大器将得到广泛的应用，而全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器则将成为光纤放大器研究中的重中之重。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器。采用级联放大+光纤环形镜+双激光控制的结构方案，利用光纤环形镜并结合两根光纤光栅实现增益平坦和增益控制功能，最终得到具有高输出功率、兼具增益控制和增益平坦特性的光纤放大器。为了实现这样的目的，本专利技术设计的全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器依次由信号光源1、第一光隔离器4、第一耦合器6、波分复用器8、980nm单模泵浦源2、掺铒光纤10、第二光隔离器5、泵浦耦合器9、975nm多模泵浦源3、铒镱共掺双包层光纤11、三端口第一环形器12、光纤环形镜15、三端口第二环形器13、第一光纤光栅16、三端口第三环形器14、第二光纤光栅17、第一衰减器18、第二衰减器19和第二耦合器7组成。其中，三端口第二环形器13、第一光纤光栅16、第一衰减器18，三端口第三环形器14、第二光纤光栅17、第二衰减器19，分别和第二耦合器7、第一耦合器6、波分复用器8、掺铒光纤10、第二光隔离器5、泵浦耦合器9、铒镱共掺双包层光纤11、三端口第一环形器12、光纤环形镜15，形成两个独立的第一激光环形腔和第二激光环形腔，并通过调节第一衰减器18和第二衰减器19的衰减值，得到不同的第一激光环形腔和第二激光环形腔的损耗值。信号光源I产生的信号光依次经过第一光隔离器4和第一耦合器6后到达波分复用器8，980nm单模泵浦源2输出的泵浦光直接进入波分复用器8，波分复用器8将输入的信号光与泵浦光耦合输出到掺铒光纤10的纤芯中，在掺铒光纤10 (EDF)中信号光被进行预放大(调节980nm单模泵浦源2的抽运电流，使得输出功率>=30mW);经过掺铒光纤的信号光再通过第二光隔离器5到达泵浦耦合器9，975nm多模泵浦源3输出的光直接进入泵浦耦合器9，泵浦耦合器9将输入的信号光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤11的纤芯中传输，将输入的泵浦光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤11的包层中传输；信号光在铒镱共掺双包层光纤11得到进一步的放大(调节975nm多模泵浦源3的抽运电流，使得输出功率>2W),放大后的信号光通过三端口第一环形器12进入光纤环形镜15 ;通过光纤环形镜15的信号光分成反射光和透射光两部分；其中，透射光部分由①端进入三端口第二环形器13,经由其②端口输入到第二光纤光栅16,第二光纤光栅16的透射光由①端进入三端口第三环形器14，并由三端口第三环形器14的②端口输入到第二光纤光栅17 ;第一光纤光栅16的第一反射光161由三端口第二环形器13的②端口进入到三端口第二环形器13中，由三端口第二环形器13的③端口输出到第一衰减器18 (VOAl)中，第二光纤光栅17的第二反射光171由三端口第三环形器14的②端口进入到三端口第三环形器14中，由三端口第三环形器14的③端口输出到第二衰减器19 (V0A2)中；第一反射光161和第二反射光171衰减(具体衰减值见实例)后到达第二耦合器7，经过耦合后，第一反射光161和第二反射光171进入第一稱合器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器，其特征在于：依次由信号光源（1）、第一光隔离器（4）、第一耦合器（6）、波分复用器（8）、980nm单模泵浦源（2）、掺铒光纤（10）、第二光隔离器（5）、泵浦耦合器（9）、975nm多模泵浦源（3）、铒镱共掺双包层光纤（11）、三端口第一环形器（12）、光纤环形镜（15）、三端口第二环形器（13）、第一光纤光栅（16）、三端口第三环形器（14）、第二光纤光栅（17）、第一衰减器（18）、第二衰减器（19）和第二耦合器（7）组成；其中，三端口第二环形器（13）、第一光纤光栅（16）、第一衰减器（18），三端口第三环形器（14）、第二光纤光栅（17）、第二衰减器（19），分别和第二耦合器（7）、第一耦合器（6）、波分复用器（8）、掺铒光纤（10）、第二光隔离器（5）、泵浦耦合器（9）、铒镱共掺双包层光纤（11）、三端口第一环形器（12）、光纤环形镜（15）形成两个独立的第一激光环形腔和第二激光环形腔，并通过调节第一衰减器（18）和第二衰减器（19）的衰减值，得到不同的第一激光环形腔和第二激光环形腔的损耗值；信号光源（1）产生的信号光依次经过第一光隔离器（4）和第一耦合器（6）后到达波分复用器（8），980nm单模泵浦源（2）输出的泵浦光直接进入波分复用器（8），波分复用器（8）将输入的信号光与泵浦光耦合输出到掺铒光纤（10）的纤芯中，在掺铒光纤（10）中信号光被进行预放大；经过掺铒光纤（10）的信号光再通过第二光隔离器（5）到达泵浦耦合器（9），975nm多模泵浦源（3）输出的光直接进入泵浦耦合器（9），泵浦耦合器（9）将输入的信号光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤（11）的纤芯中传输，将输入的泵浦光耦合到输出端的铒镱共掺双包层光纤（11）的包层中传输；信号光在铒镱共掺双包层光纤（11）得到进一步的放大，放大后的信号光通过三端口第一环形器（12）进入光纤环形镜（15）；通过光纤环形镜（15）的信号光分成反射光和透射光两部分，其中，透射光部分由①端进入三端口第二环形器（13），经由其②端口输入到第二光纤光栅（16），第二光纤光栅（16）的透射光由①端进入三端口第三环形器（14），并由三端口第三环形器（14）的②端口输入到第二光纤光栅（17）；第一光纤光栅（16）的第一反射光（161）由三端口第二环形器（13）的②端口进入到三端口第二环形器（13）中，由三端口第二环形器13的③端口输出到第一衰减器（18）中，第二光纤光栅（17）的第二反射光（171）由三端口第三环形器（14）的②端口进入到三端口第三环形器（14）中，由三端口第三环形器（14）的③端口输出到第二衰减器（19）中；第一反射光（161）和第二反射光（171）衰减后到达第二耦合器（7），经过耦合后，第一反射光（161）和第二反射光（171）进入第一耦合器（6），与信号光一起输入到波分复用器（8）中，当第一反射光（161）和第二反射光（171）通过激光环形腔中的掺铒光纤（10）和铒镱共掺双包层光纤（11）获得的增益等于其通过各自激光环形腔造成的损耗时，第一反射光（161）和第二反射光（171）分别在第一激光环形腔和第二激光环形腔中形成稳定的激光振荡，参与信号光的放大；这样，信号光经光纤环形镜（15）后的反射光部分即为增益谱平坦且具有增益钳制特性的放大光，放大光由②端进入三端口第一环形器（12），并由其③端口输出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡贵军，杜洋，孙雅东，魏敬波，闫李，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。