一种光纤放大器及制作方法及光纤通信系统技术方案

本发明专利技术涉及光纤通信技术领域中一种光纤放大器及制作方法及光纤通信系统。所述光纤放大器包括，至少一个泵浦激光器，至少一段增益介质和至少一个集成光器件，所述集成光器件包括多个光输入、输出端口，所述端口直接或间接与所述的泵浦激光器或增益介质连接。本发明专利技术解决了现有光纤放大器中分立器件组合方式器件数量多、光纤熔接点多导致性能不稳定及体积难于压缩的问题。同时降低了制作复杂度及成本，提高了光纤放大器的生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信
，尤其涉及一种光纤放大器及制作方法及 光纤通信系统。
技术介绍
光纤通信系统根据承载业务信息的光信号数量的不同，区分为单波光纤 通信系统和波分复用光纤通信系统。所述单波光纤通信系统的典型结构如图1所示，发射机TX发出波长为入 的信号光，然后信号光输入到发端光纤放大器中，信号光功率被放大提升， 信号光被放大后在传输光纤中传播，由于传输光纤具有损耗特性，在传输光 纤中传播的信号光被逐渐衰耗降低，然后信号光再经过收端光纤放大器放 大，然后被接收机RX接收。所述波分复用技术是指在同一根光纤中传输多个波长的光信号的通信技 术，波分复用光纤通信系统的典型结构如图2所示，发射机TX1、 TX2、 TX3......TXn分别发出波长为入1、入2、 A3......入n的信号光，不同波长的信号光经过一个波分复用器耦合到同一根光纤中传播，然后信号光输入到光 纤放大器中，信号光功率被放大提升，信号光被放大后在传输光纤中传播， 由于传输光纤具有损耗特性，在传输光纤中传播的信号光被逐渐衰耗降低， 然后信号光再经过下一级光纤放大器放大，以此类推，经过多级传输和放 大，最后信号光输入到另一个波分复用器中，这个波分复用器将不同波长入 1、入2、入3......入n的信号光分离并传送至不同的输出端，分别被收机RX1、 RX2、 RX3……RXn接收。由此可见，光纤放大器在光纤通信系统中的作用主要是用来放大信号光 功率、补偿信号损耗，起中继作用。光纤放大器的技术发展很快，根据不同 应用要求，已设计了多种不同结构和不同性能的光纤放大器。目前的光纤放 大器包括掺铒光纤放大器、掺镨光纤放大器、掺铥光纤放大器、喇曼光纤 放大器等。不同结构和性能的光纤放大器都由增益介质、泵浦源、输入输出耦合结 构组成。根据增益介质的不同，目前的光纤放大器主要分为两类 一类采用 活性介质，如掺铒光纤放大器；另一类基于光纤的非线性效应，如光纤喇曼 放大器。随着光纤通信网络的高速发展，光纤通信设备需求量不断增加，运营商 对光纤通信设备的集成度要求越来越高。光纤放大器作为光纤通信设备中的 一个重要組成部分，也面临着向小型化、集成化方向发展。现有技术的光纤 放大器通常采用分立的光器件连接构成，或者采用基于现有分立器件封装技 术的lnline封装Hybrid低集成度器件，由于是在空间上基于一个维度的集成， 一般集成的功能元件数量不超过3个，最多不超过4个。由于受器件封装形式 和封装尺寸的限制，光纤放大器结构尺寸已经很难继续压缩。以EDFA (掺铒光纤放大器)为例，所用增益介质为掺铒光纤，在EDFA 内部需要把光连接器、光分路器、光隔离器、光波分复用器、掺铒光纤、增 益平坦滤波器、泵浦激光器、光探测器等通过光纤熔接实现连接到一起，典 型的EDFA光路结构如下图3所示，其中，可以通过增加或者删减部分器件来 实现不同的功能或性能。由上述叙述可知，在现有技术方案中，存在如下缺点1、光纤放大器通常需要由多个无源、有源器件构成；无源、有源器件数量多，器件尺寸大、光纤熔接点多和光纤盘绕困难等因素阻碍了光纤放大器向小型化方向发展。2、 无源器件损耗相对大、光纤熔接点多；损耗的累积限制了光纤放大器的输出功率和噪声系数指标进一步优化。3、 光无源、有源器件都要经过复杂的封装过程，器件成本高； 光纤放大器制作复杂，加工工时长，制造成本高。4、 分立器件组合方式；光能量经过的元件个数多，器件与器件之间光纤熔点个数也多，对光纤 放大器的可靠性不利，特别是高功率光纤放大器对光纤熔点的质量要求非常 高，光纤熔点失效是光纤放大器的主要失效模式之一，光纤熔点个数多会直 接影响光纤放大器的可靠性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光纤放大器及制作方法及光纤通信系统，解决了 现有光纤放大器中器件数量多、光纤熔接点多的分立器件组合方式存在的制 作难度大、成本高及体积难于压缩的问题。本专利技术实施例是通过以下技术方案实现的本专利技术实施例提供一种光纤放大器，包括，至少一个泵浦激光器，至少 一段增益介质和至少一个集成光器件，所述集成光器件包括多个光输入、输 出端口 ，所述端口直接或间接与所述的泵浦激光器或增益介质连接。本明实施例提供一种光纤放大器的制作方法，将多个光功能元件組成一个集成光器件；把所述集成光器件与泵浦激光器、增益介质连接组合成一个光纤放大器。本专利技术实施例提供一种光纤通信系统，包括至少一个光发射机，至少 一个光接收机，至少一段传输光纤，及一个光纤放大器， 所述光发射机，用于发射光信号； 所述光接收机，用于接收光信号； 所述传榆光纤，用于承栽光信号传输；所述光纤放大器，用于放大传输光纤中承载的光信号，包括至少一个 泵浦激光器，至少一段增益介质和至少一个集成光器件，所述集成光器件包 括多个输入、输出光端口，所述端口直接或间接与所迷的泵浦激光器或增益 介质连接。由上述本专利技术实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例使用了 Free Space (自由空间)集成光器件来组成光纤放大器比现有分立器件方 案光纤放大器方案在以下方面具有优势1、 多个光学功能元件采用Free Space技术集成到一个体积很小的器件 中，集成功能单元数量不受限制，与分立器件相比，节省了部分分立器件的 封装部件、光纤准直器等必需部件，有效压缩了器件体积；此外Free Space 集成光器件可以灵活设计光纤出纤方向，从而缩小盘绕光纤所占的面积，比 如设计反射式结构，光纤在同一个方向出纤。因此采用这种Free Space集成 光器件的光纤放大器在结构上可以做的更加紧凑。2、 采用Free Space封装比分立器件节省封装部件、光纤准直器等光学 元件，同时也节省了器件封装过程，器件成本具有优势；在光纤放大器中采 用这种集成器件，使得装配简单，而且可以减少光纤熔接点个数，可以提高 光纤放大器生产效率；因此采用Free Space集成光器件的光纤放大器在物料 成本和制造成本都会降低，缩短生产周期。3、 Free Space集成光器件比分立光器件组合减少了准直器的耦合次 数，降低了器件损耗；另外减少了光纤熔接点个数，降低了熔接损耗的积 累，对光能量的损耗更小，有利于提高光纤放大器的输出功率，有利于噪声 系数指标的降低。 4、与分立光器件组合相比，采用Free Space集成光器件，光能量经过 的元件个数更少，减少了熔接点个数，有利于光纤放大器可靠性的提高。通 常高功率光纤放大器的主要失效模式之一为光纤熔点失效，因此在高功率光 纤放大器中应用Free Space集成光器件可靠性优势更加明显。附图说明图1为现有技术单波光纤通信系统典型结构示意图； 图2为现有技术波分复用光纤通信系统典型结构示意图； 图3为现有技术EDFA光路结构示意图；图4为本专利技术所述Free Space集成光器件一种实施例结构示意图； 图5为本专利技术所述Free Space集成光器件铒纤前段光功能器件的集成实 施例；图6为本专利技术所述Free Space集成光器件铒纤后段光功能器件的集成实 施例；图7为本专利技术所述Free Space集成光器件中单光纤准直器代替双光纤准 直器的实施例一种示意图；图8为本专利技术所述Free Space集成光器件集成偏振光合束器的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤放大器，其特征在于，包括，至少一个泵浦激光器，至少一段增益介质和至少一个集成光器件，所述集成光器件包括多个光输入、输出端口，所述端口直接或间接与所述的泵浦激光器或增益介质连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文斗，李冬明，刘鸿，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]