低噪声光纤放大器制造技术

一种低噪声光纤放大器包括一个利用激励光来放大入射信号光的激励激光二极管、一个用于把入射信号光和从激励激光二极管输出的激励光耦合到光纤中的第一波长选择耦合器（ＷＳＣ）、一个利用激励激光二极管的激励光来放大来自第一ＷＳＣ的入射信号光的第一光纤介质、一个第二ＷＳＣ、一个第三ＷＳＣ。这样，即使当输入光纤放大器的光信号强度较高或较低时，也能够减小噪声量，从而防止了在光接收器接收经过放大和传输后的光信号时接收灵敏度下降。（*该技术在2018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光纤放大器，特征是涉及一种不管输入光信号大小都能减小噪声的低噪声光纤放大器。在用于远程通信的普通中继器中，传统的光通信中继方法是通过把衰减的光信号暂时转换为电信号进行放大，然后再把放大后的电信号转换回光信号而进行的。这种中继方法极大地增加了中断放大器系统的体积并且增加了噪声。这样就需要一种能够克服上述问题并能有效放大光信号的光纤放大器作为中继器。铒搀杂纤维放大器(EDFA)是这样的一种纤维放大中继器，作为用于光通信的下一代光中继器而引人注目。当大量数据通过光纤进行远程传输时，铒搀杂纤维放大器定期地放大光信号以防止因远程传输导致光信号衰减。附图说明图1为一种普通的单向铒搀杂纤维放大器的结构框图，该放大器中包括一条作为光放大介质的铒搀杂纤维(EDF)130、一个激励激光二极管(LD)120、一个波分多路复用器(WDM)110、以及隔离器100和140。其中激励激光二极管120作为一个光源用于激励铒搀杂纤维130中处于基态的铒离子。波分多路复用器110把不同的波长的光相耦合并把所得结果传输到一根单线上。隔离器100和140用于防止光信号向后传输。WDM100把光信号和激励光耦合到一条光纤并传输到EDF130。位于WDM110这前的光隔离器100用于防止由EDF130产生的放大的自发辐射(ASE)传输到输入端口。类似地，位于EDF130之后的隔离器140用于防止由于ASE和放大的光信号被诸如信号输出连接器的光学器件反射而重新进入EDF130而引起EDFA放大系数下降。增益和信噪此(SNR)是光放大器的最重要的特性参数。这些参数与输入到光放大器的光信号强度有关。其中，噪声量可以由方程式1表达，增益可由方程式2表达N.F=PASEGhuΔv······(1)]]>G=Pout-PinPin······(2)]]>在方程式1中，N．F．表示噪声量(即噪声)，PASF表示ASE能级，h为普朗克常数，v为频率。在方程式2中，G表示增益，Pout表示放大器的输出，Pin表示输入到光纤放大器的光信号强度。在图2和图3中展示了普通光纤放大器的输入信号一增益图。如图2和图3所示，当信号光较小时，增益为常量而作为噪声程度的PASE值上升。当信号光较大时，PASE为常量而增益下降。相应地，如果根据方程式1和2，则当信号光较小时，由于增益为常量且PASE增加，所以SNR较大。另一方面，当信号光较大时，由于PASE为常量且增益下降，所以SNR变大。这样，当输入的信号光较大或较小时会产生大量噪声，这些噪声连同信号光一同放大并通过光纤传输到接收器时，接收的灵敏度就会变差。当多个光纤放大器分级串联起来，噪声就会累积，从而使得光接收器不能正常地恢复光信号。为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种具有低噪声特性，即使在光信号强度较低或较高时都能减小噪声的光纤放大器。为了实现上述目的，在此提供的低噪声光纤放大器中包括一个利用激励光来放大入射信号光的激励激光二极管(LD)；一个用于把入射信号光和从激励激光二极管输出的激励光耦合到光纤中的第一波长选择耦合器(WSC)；一个利用激励激光二极管的激励光来放大来自第一WSC的入射信号光的第一光纤介质；一个作为吸收介质，利用光纤介质的吸收谱，在信号光的预定波长范围内，减小高放大系数的第二光纤介质；一个利用第一光纤介质的剩余激励光放大信号光的第三光纤介质；一个用于把来自第一光纤介质的输出光分为一束信号光和一束激励光，以防止第一光纤介质的剩余激励光输入到第二光纤介质中，并把信号光输入第二光纤介质的第二WSC；以及一个用于把由第二WSC分离出来的激励光与由第二光纤介质减小了放大系数的信号光耦合到一条光纤中，并把所得结果输入到第三光纤介质的第三WSC。第一、第二和第三光纤介质为铒搀杂纤维(EDF)。该低噪声光纤放大器还包括一个用于防止当激励光从第一光纤介质入射所引起的被放大的自发辐射(ASE)沿着光信号入射方向传输的第一隔离器；以及一个用于防止由第三光纤介质放大后的光信号被反射后又重新进入到该第三光纤介质中的第二隔离器。在下述结合附图对最佳实施例的说明中，上述本发的目的和优点将变得更加清楚明白。其中图1为说明一种传统的单向铒搀杂纤维放大器(EDFA)结构的框图；图2为该传统光纤放大器的信号--增益特性曲线图；图3为该传统光纤放大器的信号--噪声特性曲线图；图4为根据本专利技术实施例的一种光纤放大器结构的框图；图5为普通EDFA的吸收／辐射谱；图6为本专利技术所用的铒搀杂纤维(EDF)的吸收谱。在图4中，一种根据本专利技术实施例的光纤放大器包括一个第一隔离器400、一个激励激光二极管(LD)410、一个第一波长选择耦合器(WSC)420、一个第一铒搀杂纤维(EDF)430、一个第二WSC440、一个第二EDF450、一个第三WSC460、一个第三EDF470以及一个第二隔离器480。激励激光二极管410利用激励光来放大入射光信号。该激励光具有波长为980nm的波段。第一WSC420把入射光信号和从激励激光二极光410输出的激励光耦合到一条光纤中。第一EDF430为利用激励光二极管410的激励光来放大来自第一WSC420的光信号的纤维放大介质。第一隔离器400防止在第一EDF430接收激励光时产生的被放大的自发辐射(ASE)重新通过接收入射光信号的输入端口。第二EDF450作为吸收介质，用于通过利用EDF的吸收谱来减小光信号在1530nm波段的高放大系数。第三EDF470为用于利用来自第一EDF430的剩余激励光来放大光信号的纤维放大介质。第二WSC440把第一EDF430的输出光分为波长为980nm和1550nm的两束光。第二WSC440把第一EDF430的输出光分为信号光和激励光以防止第一EDF的剩余激励光进入第二EDF450，并且把信号光输入第二EDF450。第三WSC460把由第二WSC450分出的激励光与由第二EDF450减小了放大系数后的光信号耦合到一条光纤中，并把所得结果输入到第三EDF470。第二隔离器480防止由第三EDF470放大后的光信号被反射后重新进入第三EDF470中。下面根据上述结构说明本专利技术实施例的操作过程。首先，入射光信号通过第一隔离器400，并由第一WSC420与激励激光二极管410产生的激励光相耦合。接着，该光信号主要由从第一WSC420输入到第一EDF430的激励光所放大，并且放大后的信号通过第二WSC440输入到第二EDF450。在这里，激励能没有输入到第二EDF450，而是通过第二WSC440输入到第三WSC460。如图5和图6中的输入到第二EDF450的光谱所示，根据由第二EDF450的波长所决定的吸收程度在1530nm波长段上吸收较大，在1550nm波长段上吸收较小。图5表示普通EDFA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低噪声光纤放大器，其特征是包括：一个利用激励光来放大入射信号光的激励激光二极管（ＬＤ）；一个用于把入射信号光和从激励激光二极管输出的激励光耦合到一条光纤中的第一波长选择耦合器（ＷＳＣ）；一个利用激励激光二极管的激励光来放大来 自第一ＷＳＣ的入射信号光的第一光纤介质；一个作为吸收介质，利用光纤介质的吸收谱，在信号光的预定波长范围内，减小高放大系数的第二光纤介质；一个利用第一光纤介质的剩余激励光放大信号光的第三光纤介质；一个用于把来自第一光纤介质的输出光 分为一束信号光和一束激励光，以防止第一光纤介质的剩余激励光输入到第二光纤介质中，并把信号光输入到第二光纤介质的第二ＷＳＣ；一个用于把由第二ＷＳＣ分离出来的激励光与由第二光纤介质减小了放大系数后的信号光耦合到一条光纤中，并把所得结果输入到 第三光纤介质的第三ＷＳＣ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金性准，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]