与拉曼光纤放大器和半导体光放大器耦合的混合光放大器制造技术

本发明专利技术公开一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并发射用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于光通信的光放大器，特别是一种与拉曼光纤放大器和半导体光放大器耦合以实现在WDM光传输系统中最佳工作的混合光放大器。该混合光放大器使用一增益箝位半导体光放大器和一拉曼光纤放大器，从而获得足够高的增益和很低的噪声系数。另外，该混合光放大器最好在WDM光网络中工作，在该网络中信道的数目随信道的增加/减少等而动态变化。半导体光放大器和拉曼光纤放大器被封装为很小的尺寸，且并未使用光纤，因此混合光放大器便于使用且成本很低。
技术介绍
为了适应最近快速增加的光通信容量，目前正在积极发展高容量主通信网络和光纤与用户级的连接。在这样的系统中，光放大器是补偿出现的损耗的关键装置，例如，长距离传输或/和插入部件引起的损耗。参铒光纤放大器(下文中简称为“EDFA”)通常用作光放大器，且正在努力研究发展尺寸、可用带宽、和成本都更佳的新的光放大器。该光放大器的选择物包括半导体光放大器(下文称为“SOA”)、拉曼光纤放大器(RFA)、和包括SOA和拉曼光纤放大器的混合放大器。SOA的优点在于尺寸很小、能耗低、成本低、放大带宽易于调节。但是，SOA的不利之处在于功率输出较低、噪音系数比典型的EDFA还差，信道之间的串扰很严重。正在有限制性地研究在具有很大需求的测量WDM系统中使用SOA。但是，为了避免信道之间的严重的串扰，并且由于它的噪音系数相对较高和输出功率较低，因此它的使用还没有被广泛的接受。同时，RFA的优点在于易于调节放大带宽，只需利用传输光纤作为增益介质来改变泵浦激光波长就可实现。特别是，当它与现有的EDFA耦合时，由于增益增加和有效噪音系数降低，因此可以实现远距离传输。但是，当RFA不与其它放大器，如EDFA一起使用而单独使用时，由于为了获得足够大的增益，如大于20dB，而需将大约1W的泵浦光源插入到单一模式的光纤中，因此它的实际使用会很困难。为了解决上面放大器的问题目前正在发展耦合SOA和RFA的混合类型的光放大器。图2为一方块图，示出耦合SOA和RFA的混合类型光放大器。如图2所示，由于发生在传输光纤中的模拟拉曼散射，具有较高输出的泵浦激光二极管(LD)121将通过传输光纤110的入射信号光放大，该泵浦激光二极管的输出在通过波分多路复用器122的反方向上。反向泵浦拉曼光纤放大器放大的信号通过第一隔离器130并入射到SOA140中，然后前进到几十公里的远处。然后，在下面的步骤中重复相同的操作。由于入射到SOA140的信号被预先放大时加入很小的噪声，因此加入SOA中的噪声级相对很小，因此有效噪声系数被降低。这样，SOA140的增益被增加且噪声系数被降低，从而混合类型光放大器可作为一具有高性能的光放大器使用。此时，由于SOA140由半导体芯片制成，拉曼泵浦激光二极管LD122由另一半导体芯片制成，因此系统的成本可有效降低。但是，上述的传统技术很难适当地执行WDM信号放大。这是因为当多个不同波长的信道被放大时，由于增益特性相似且增益动态以大约1ns很快的变化，因此出现串扰现象，总增益值根据一个信道的输入信号变化而改变，因此其它信道的增益值也改变。因此，为了避免串扰现象，只可以在增益饱和不严重的区域使用足够小的输入信号。该系统不能在动态增加/降低很频繁的WDM网络中使用。另一方面，为了去除当前技术中传统SOA中的串扰，如图3所示，示出一种具有一与输入光信号的功率无关的箝位增益的增益箝位SOA(GCSOA)220类型。最近另一类通过提供光轴方向的反馈的箝位增益的GCSOA和通过提供垂直于光轴方向的反馈的箝位增益的GCSOA，所谓的LOA，可以在市场上买到。该LOA在增益箝位特性方面很优秀，且没有表现出达到20GHz的驰张振荡。这种情况下，由于没有串扰且即使出现信道的增加/减少，各信道的增益也不会改变，因此GCSOA可用于图1所示的WDM网络中。该GCSOA(LOA)在增益箝位特性方面比箝位的增益的EDFA更为优越。但是，像传统的SOA一样，该GCSOA，包括LOA，其输出功率也很低，噪音系数又很高，因此只能用于短途传输。另外，图2所示的混合类型的光放大器使用与光纤连接的SOA和同样与光纤连接的激光二极管。此时，由于很难将半导体芯片封装在光纤中，且装置成本的大部分来自于封装，因此降低成本方面有所局限。另外，由于各部分通过不短的光纤耦合，因此混合光放大器的整体尺寸变得很大。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种混合光放大器，它与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合，具有足够的增益、低噪声系数和很好的增益箝位特性，适于用于WDM网络。本专利技术的另一个目的是提供一种较小封装的混合光放大器，从而降低制造成本，且具有很好的增益和噪音系数特性。该放大器对扩大增益带宽非常有效。为了实现上述目的，本专利技术最佳实施例提供一种与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括一激光二极管，用于为拉曼光放大器产生并照射激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器发出的光信号。本专利技术还提供一与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括一激光二极管，用于为拉曼光放大器产生并照射激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，并将激光二极管发射的激光以与入射信号光的相反的方向射出；具有不同增益带宽的多个增益箝位半导体光放大器，用于放大波分多路复用器射出的光信号；和一波长带宽分割器(wavelength band divider)，用于与并行的多个增益箝位的半导体光放大器耦合，以根据不同的波长带宽执行放大。本专利技术还提供一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括一激光二极管，用于用于为拉曼光放大器产生并照射激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，并将激光二极管发射的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一半导体光放大芯片，它不使用光纤而直接耦合以放大波分多路复用器射出的光信号，其中激光二极管芯片、波分多路复用器和半导体光放大芯片被封装在一起。附图说明为了更完整的理解本专利技术和本专利技术的优点，将在结合附图参见下面的说明，其中相同的附图标记表示相同的部分，图中图1为一方块图，示出信道增加/减小的WDM光传输系统；图2为一方块图，示出耦合SOA和RFA的传统混合类型光放大器；图3为一方块图，示出传统的增益箝位的半导体光放大器；图4为一方块图，示出本专利技术第一实施例的与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器。图5为一方块图，示出本专利技术第二实施例的与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器。图6为一方块图，示出本专利技术第三实施例的与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器。图7为一方块图，示出本专利技术第四实施例的与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器。图8为一方块图，示出本专利技术第五实施例的与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器。图9为一曲线图，示出本专利技术实施例中与一拉曼光纤放大器和一增益箝位的半导体光放大器耦合的混合光放大器的特性；图10为一方块图，示出本专利技术第六实施例的与一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与一拉曼光纤放大器和一半导体光放大器耦合的混合光放大器，包括：一激光二极管，用于产生并射出一用于拉曼光放大的激光；一波分多路复用器，用于通过入射信号光，并将激光二极管射入的激光以与入射信号光相反的方向射出；和一半 导体光放大芯片，它不使用光纤而直接耦合放大波分多路复用器射出的光信号，其中激光二极管芯片、波分多路复用器和半导体光放大芯片被封装为一个组件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李东翰，
申请(专利权)人：李东翰，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]