能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构制造技术

本实用新型专利技术属于光学技术领域，涉及能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构，包括泵浦信号合波器、分光耦合器、泵浦激光器组、光电二极管，信号光经过传输光纤接入泵浦信号合波器的公共端，泵浦信号合波器的反射端与泵浦激光器组的输出端相连，泵浦信号合波器的透射端接入增益平坦滤波器的输入端，增益平坦滤波器的输出端与分光耦合器的公共端相连，分光耦合器的辅分光端与光电二极管相连，分光耦合器的主分光端为RFA模块信号光的输出端；本实用新型专利技术通过引入增益平坦滤波器，当FRA工作在恒定泵浦功率模式时，该光路结构可以自动补偿由信号波长变化引起的增益变化，使得RFA在小信号放大区间，不同信号波长的增益基本保持不变。

Optical Circuit Structure for Improving Single Wave Control Accuracy of Raman Fiber Amplifier

The utility model belongs to the field of optical technology, and relates to an optical circuit structure capable of improving the single-wave control accuracy of Raman fiber amplifier, including a pump signal combiner, a splitter coupler, a pump laser group and a photodiode. The signal light is connected to the common end of the pump signal combiner through a transmission optical fiber, and the reflection end of the pump signal combiner is connected to the output end of the pump laser group. The transmission end of the pump signal combiner is connected with the input end of the gain-flattened filter, the output end of the gain-flattened filter is connected with the common end of the optical splitter, the auxiliary splitter of the optical splitter is connected with the photodiode, and the main splitter of the optical splitter is the output end of the signal light of the RFA module; the utility model introduces a gain-flattened filter, when the FRA works in a constant pump. In power mode, the optical structure can automatically compensate for the gain change caused by the change of signal wavelength, so that the gain of RFA at different signal wavelengths remains unchanged in the small signal amplification region.

【技术实现步骤摘要】
能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构
本技术涉及一种光路结构，具体说是一种用于提高拉曼光纤放大器单波增益控制精度的光路结构。
技术介绍
拉曼光纤放大器(RFA：RamanFiberAmplifier)由于噪声指数低，可优化光信噪比(OSNR：OpticalSignalNoiseRatio)，减小误码率，增大传输距离，目前广泛应用于长距离光通讯传输系统中。对于某一泵浦波长，RFA的小信号开关增益可由公式(1)表示：其中，gR为光纤拉曼增益系数，和信号波长相关；Aeff为光纤有效面积；Pp为入纤泵浦功率；K为偏振因子；Leff为光纤有效长度，定义为Leff＝1-exp(-αpL)/αp；αp为泵浦光在光纤中的衰减系数；L为光纤长度，小信号是指信号功率小到不会影响泵浦功率在光纤中的分布。传统的RFA工作模式为恒泵浦功率模式，即入纤泵浦功率Pp恒定。通过公式(1)可知，当RFA工作在小信号线性放大区时：若信号波长不变，则信号增益不变；当信号波长变化时，由于不同信号波长对应的拉曼增益系数gR不同，信号增益会发生较大变化；不同信号波长对应的增益不同，若系统余量较小，增益较小的(波长)通道由于OSNR较差，接收机可能会出现误码，传输系统无法正常工作；若某一波长(通道)的增益太大，特别是多个RFA级联时，进接收机的光功率太大导致饱和，传输系统也无法正常；而且此时传输系统的调试比较繁琐。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于提高拉曼光纤放大器单波增益控制精度的光路结构，通过引入增益平坦滤波器，当FRA工作在恒定泵浦功率模式时，该光路结构可以自动补偿由信号波长变化引起的增益变化，使得RFA在小信号放大区间，不同信号波长的增益基本保持不变。为实现以上技术目的，本技术的技术方案是：能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构，包括泵浦信号合波器、分光耦合器、泵浦激光器组、光电二极管，其特征在于，信号光经过传输光纤接入泵浦信号合波器的公共端，所述泵浦信号合波器的反射端与泵浦激光器组的输出端相连，泵浦信号合波器的透射端接入增益平坦滤波器的输入端，所述增益平坦滤波器的输出端与分光耦合器的公共端相连，所述分光耦合器的辅分光端与光电二极管相连，分光耦合器的主分光端为RFA模块信号光的输出端。进一步地，所述泵浦激光器组包括至少一个泵浦激光器，多个泵浦激光器的波长可相同或不同。进一步地，所述光路结构适用于反向拉曼结构、前向拉曼结构和双向拉曼结构。进一步地，所述拉曼光纤放大器工作模式为恒泵浦功率模式。本技术具有以下优点：1)本技术通过在光路结构的主光路中引入增益平坦滤波器GFF，随着信号波长的变化，其对应的增益均保持不变，即增益和波长(通道)无关，即可实现不同波长增益控制精度的提高；2)本技术的传输系统可以覆盖单波长及多波长系统；3)本技术传输系统的各信号波长增益均相同，因此调试非常简单。附图说明图1为反向RFA光路结构示意图。图2为反向RFA在单泵条件下的输入光功率为-10dbm的仿真结果曲线图。图3为反向RFA在单泵条件下的输入光功率为-30dbm的仿真结果曲线图。图4为反向RFA在单泵条件下的增益平坦滤波器谱型。图5为反向RFA在多泵条件下的输入光功率为-10dbm的仿真结果曲线图。图6为反向RFA在多泵条件下的输入光功率为-30dbm的仿真结果曲线图。图7为反向RFA在多泵条件下的增益平坦滤波器谱型。附图标记说明：1-传输光纤、2-泵浦信号合波器、3-分光耦合器、4-泵浦激光器组、5-光电二极管、6-增益平坦滤波器。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如附图1所示，能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构，包括泵浦信号合波器2、分光耦合器3、泵浦激光器组4、光电二极管5，信号光经过传输光纤1接入泵浦信号合波器2的公共端，所述泵浦信号合波器2的反射端与泵浦激光器组4的输出端相连，泵浦信号合波器2的透射端接入增益平坦滤波器6的输入端，所述增益平坦滤波器6的输出端与分光耦合器3的公共端相连，所述分光耦合器3的辅分光端(一般为小分光端)与光电二极管5相连，分光耦合器3的主分光端(一般为大分光端)为RFA模块信号光的输出端；本实施例中泵浦激光器组4中包括两个泵浦激光器，两个泵浦激光器的波长可相同，也可不同；且泵浦信号合波器2、分光耦合器3、泵浦激光器组4、光电二极管5以及增益平坦滤波器6的具体实施结构均采用本
里常用的结构形式，具体为本
人员所熟知，此处不再赘述；拉曼光纤放大器工作模式为恒泵浦功率模式，以反向RFA为例进行仿真，泵浦波长分为两种情况：a、泵浦波长相同；b、泵浦波长不同。a、泵浦波长相同：泵浦激光器组4中两个泵浦激光器的波长均为1450nm，泵浦入纤总功率设定为420mw。信号为单波长，波长范围为1529～1568nm，以1529nm作为基准波长，其增益设计为7dB；图2为输入光功率为-10dbm的仿真结果，图3为输入光功率为-30dbm的仿真结果时，图4为GFF随着波长变化的谱线图；由图2和图3可以很明显看出，当增益平坦滤波器6不存在时，随着信号波长的变化，其对应的增益也发生较大变化；当增益平坦滤波器6存在时，随着信号波长的变化，对应的增益基本保持不变；同时不管增益平坦滤波器6存在与否，基准波长为1529nm对应的增益均为7dB；由图4可以得到，随着信号波长的变化，增益平坦滤波器6的值相应也变化，使得对应的增益保持不变。b、泵浦波长不同：泵浦激光器组4中两个泵浦激光器的波长分别为1425nm、1455nm；信号为单波长，波长范围为1529～1568nm；以1529nm作为基准波长，增益设计为7dB；首先调整两个泵浦激光器的功率，使得不同波长信号的增益偏差尽量小，调整后1425nm泵浦激光器的功率为134mw，1455nm泵浦激光器的功率为305mw；保持泵浦激光器功率不变；图5为输入光功率为-10dbm的仿真结果，图6为输入光功率为-30dbm的仿真结果时，图7为GFF随着波长变化的谱线图；由图5和图6可以很明显看出，当增益平坦滤波器6不存在时，随着信号波长的变化，其对应的增益也发生较大变化，最大增益与最小增益相差将近1dB左右；当增益平坦滤波器6存在时，不同波长对应的增益保持不变；不管增益平坦滤波器6存在与否，基准波长为1529nm对应的增益均为7dB；由图7可以得到，随着信号波长的变化，增益平坦滤波器6的值相应也变化，使得对应的增益保持不变。本技术通过引进增益平坦滤波器6，使得无论波长(通道)如何切换，其对应的增益均保持不变，即增益和波长(通道)无关，故传输系统的调试非常简单；同时本技术不仅适用于单个波长信号，而且对于多个波长信号同时放大时，每个波长对应的增益仍保持不变；即本技术传输系统可以覆盖单波长及多波长系统；此外，针对前向拉曼光纤放大器、双向拉曼光纤放大器，上述结论仍然正确。前向、双向拉曼光纤放大器的光学结构，为本
人员所熟知，此处不再赘述。以上对本技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本技术的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构，包括泵浦信号合波器（2）、分光耦合器（3）、泵浦激光器组（4）、光电二极管（5），其特征在于，信号光经过传输光纤（1）接入泵浦信号合波器（2）的公共端，所述泵浦信号合波器（2）的反射端与泵浦激光器组（4）的输出端相连，泵浦信号合波器（2）的透射端接入增益平坦滤波器（6）的输入端，所述增益平坦滤波器（6）的输出端与分光耦合器（3）的公共端相连，所述分光耦合器（3）的辅分光端与光电二极管（5）相连，分光耦合器（3）的主分光端为RFA模块信号光的输出端。

【技术特征摘要】
1.能够提高拉曼光纤放大器单波控制精度的光路结构，包括泵浦信号合波器（2）、分光耦合器（3）、泵浦激光器组（4）、光电二极管（5），其特征在于，信号光经过传输光纤（1）接入泵浦信号合波器（2）的公共端，所述泵浦信号合波器（2）的反射端与泵浦激光器组（4）的输出端相连，泵浦信号合波器（2）的透射端接入增益平坦滤波器（6）的输入端，所述增益平坦滤波器（6）的输出端与分光耦合器（3）的公共端相连，所述分光耦合器（3）的辅分光端与光电二极管（5）相连，分光耦合器（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，
申请(专利权)人：无锡市德科立光电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32