一种操作光放大器的方法，该方法可以在掺稀土的增益介质之发射谱的长波长光谱区（Ｌ带）中改善增益和抽运至信号转换效率，其中增益介质具有一已知的抽运吸收带。该方法包括以下步骤：将光信号提供给具有大信号输入功率的放大器；和将抽运光提供给放大器，用以放大光信号，其中放大器的波长不同于已知抽运吸收带的中心波长。对于铒Ｌ带信号，通过在抽运带中心波长９７９－９８０ｎｍ左右大约±０－３０ｎｍ之间解谐抽运，证实了信号增益以及抽运至信号转换效率的改善。还揭示了使用所述方法的光放大器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光放大器，尤其涉及一种用经解谐的980nm抽运光来改进L带放大的方法，以及使用该方法的装置。相关技术的描述光通信业务的提供者不断要求更大的数据容量和更高的数据传输速度，以满足其客户当前和未来的需求。但是，在使用光放大器尤其是EDFA的系统中，信道密度已受到EDFA可用增益带宽的限制。即使对于多信道放大采用增益平坦滤光器对铒增益谱平坦化，此带宽仍只有35nm左右。有三种技术可以提高多信道光波系统的系统容量，它们是(1)提高每条信道的比特率，(2)通过减小信道间隔来增加信道数，以及(3)通过提高增益介质的总增益/传输带宽来增加信道数。提高每条信道比特率的方法并不总是一种可行的解决办法，因为许多已安装系统不能在超过目前的0C-48比特率(2.5Gb/s)的情况下工作。同样，光纤的非线性限制了将信道间隔减小到当前值50GHz-100GHz以下。因此，提高EDFA增益带宽是提高系统容量同时保持信道间隔和每信道比特率的一条捷径。早在1990年，Ainslie等人在《电子通讯(ElectronicsLetters)》第26卷，第1645-1646页上发表了“高增益、宽带1.6微米掺ER3+石英光纤放大器(High gain，broadband 1.6 micron ER3+doped silica fiberamplifier)”，研究了对铒增益谱的长带(1565-1610nm)利用。近年来，Srivastava等人于1998年在加州San Jose市的Tech.Dig.OFC’98，Postdeadline paper PD10-1上发表了“100条波分复用的10Gb/s信道在400公里长的Truewave光纤上作1 Tb/s传输(1 Tb/s transmission of 100 WDM 10Gb/s channels over 400km of Truewave fiber)”，论证了石英EDFA在1.6微米带(L带)中的应用。Sun等人于1997年在BC Canada，Victoria市的PROC.OAA，Post deadline paper PD 2-2上发表了“具有80nm带宽的超宽带掺铒石英光纤放大器(Ultrawide band erbium-doped silica fiberamplifier with 80nm of bandwidth)”，讨论了用于放大传统C带(1530nm-1560nm)和L带的分裂带结构，提供了80nm的总增益带宽。因此，L带的放大为WDM光波系统中的带宽局限提供了一种可证明的、但未开发的解决办法。本领域的熟练技术人员理解到，工作在L带(本文中定义为从大约1560-1615+nm的光谱范围)内的EDFA，其特征一般不同于工作在频繁使用的C带(大约为1530nm-1560nm)中的放大器。在诸多显著区别中，一个区别是在低反转(inversion)(即，0.4比0.6-0.7)处具有相对较平坦的增益谱，这要求掺铒光纤的长度大于或等于大约75米，并高达大约300米(对于目前典型的Er浓度)，相反对于传统的C带装置，光纤长度小于或等于大约50米。此差别至少是部分由于对于大于约1560nm的波长，铒的发射截面相对较小。低反转放大要求显著较长的掺铒光纤，结果会产生大量的逆向传播的ASE。另外，独特的L带操作环境影响了在980nm吸收带中对抽运波长的选择。在任何情况下，EDFA的L带放大器是一种工作于目前称为第4代电信窗口的系统的基本使能技术。对于C带放大在980nm带内解谐的抽运波长主要是想缓解对980nm半导体抽运激光二极管的波长限制。许多作者已对此作了阐述。Pederson等人于1992年4月在IEEE Photoics Technology Letters第4卷，第4期第351-353页上发表了“对掺铒光纤功率放大器进行解谐980nm抽运的增益和噪声损失”的论文，作者测量了在980nm带上对掺铒光纤功率放大器进行抽运时的小信号增益和噪声性能，该性能是光纤长度和抽运波长的函数。他们的发现部分地显示出当从979nm吸收峰对抽运波长解谐±20nm时，C带输入信号在1551nm处的信号输出功率会降低。Pederson等人于1992年6月在IEEE PhotoicsTechnology Letters第4卷，第6期第556-558页上发表了“在980nm带上抽运的小信号掺铒光纤放大器的增益和噪声特性”的论文，作者研究了抽运波长解谐对用于1532 nm和1551 nm处C带输入信号的小信号EDFA的影响(参见Fig.2)。Pederson等人于1991年7月在《电子通讯》第27卷，第14期，第1266-1468页发表了“对966nm和1004nm之间的抽运波长具有恒定增益的掺铒光纤放大器”的论文，作者报告了在中心为980nm的38nm抽运范围内，C带输入信号在1536nm处具有恒定增益，只要光纤具有正确的截止波长。与所报告的成果相对照，本专利技术人将描述迄今为止还未被认识的、在大信号输入功率的条件下对L带放大进行980nm抽运解谐的好处。这些好处包括L带增益和改善抽运到信号的转换效率。如本文中所使用的，大信号输入功率指下述情况下的输入信号状态，在所述情况下，光放大器工作于饱和状态，且所产生的输出信号功率实质上不依赖输入信号功率，而是仅依赖于抽运功率，致使Pout＝KPpump，其中K基本上表示放大器的效率。相反，小信号放大提供下述状态，即通过放大器的放大或增益，输出信号功率正比于输入信号功率，致使Pout＝GPin。这些术语是本领域的熟练技术人员所熟知的。
技术实现思路
本专利技术一般地涉及一种方法及相关设备，包括用解谐980nm带抽运来改善L带光信号放大，从而改善了增益和抽运至信号的转换效率。本专利技术另外的一些特征和优点在以下描述中叙述，并且/或者可以通过实施本专利技术学习到。本专利技术的此目的和其它优点可以通过这里撰写的说明书、权利要求以及附图中特别指出的设备和方法来实现和获得。本专利技术的一个实施例涉及一种操作光放大器的方法，用于长波长光谱区(例如1565-1615纳米)中的光信号放大。本文称此光谱区为掺稀土增益介质的L带，本领域的熟练技术人员也这样认识。它有一个已知的抽运吸收带，中心位于约980nm处，还有一个带的中心约位于1480nm。前一吸收带对本专利技术有实用意义。此实施例包括将具有大信号功率的光信号输入放大器，并且用波长与已知抽运吸收带之中心波长不同的抽运光抽运增益介质。在此实施例的各个方面，已知抽运吸收带的中心波长是980nm；增益介质是掺稀土的光纤，最好是掺铒光纤；抽运光波长在中心波长左右0-30nm的范围内，并且最好在中心波长左右5-30nm的范围内；以及增益介质的长度大于或等于约75米，一般在100-300米之间。本专利技术的另一个实施例涉及一种操作光放大器的方法，用于在具有已知抽运吸收带的掺稀土的增益介质之发射谱的长波长光谱区(L带)中放大光信号。该方法包括将光信号输入具有大信号输入功率的光放大器；和将抽运光提供给放大器，用以放大光信号，其中所述抽运光被解谐离开已知抽运吸收带的中心波长，并且经解谐的抽运波长用于提供一放大的输出信号，该输出信号的功率大于在抽运中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作光放大器的方法，该方法可以在掺稀土的增益介质之发射谱的长波长光谱区（Ｌ带）中改善增益和抽运至信号转换效率，其中所述增益介质具有一已知的抽运吸收带，其特征在于，所述方法包括以下步骤：ａ）将光信号提供给具有大信号输入功率的放大器；和 ｂ）将抽运光提供给放大器，用以放大光信号，其中所述放大器的波长不同于已知抽运吸收带的中心波长。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：FA弗拉德，DW霍尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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