分布在光纤中的拉曼放大改进方法技术

根据本发明专利技术的方法在于，对由光纤（２）连接起来的无线电发射站（１）和接收站（３）之间的信号进行光学放大。一方面，可通过一级受激拉曼散射，利用第一、二二级调制光学泵信号，放大光纤内从发射站（１）向接收站（３）传送的一初级光学信号［λａ－λｂ］的功率，所述第一、二二级信号有第一（λ２）、第二（λ３）波长，并从接收站（３）传送至发射站（１），另一方面，在接收站（３）和发射站（１）之间的光纤（２）中，传输至少一第一三级光学信号，所述信号有第三波长（λ１），可通过二级受激拉曼散射，放大第一、第二二级光学泵信号的功率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学信号传输领域，尤其涉及通过拉曼效应对光纤中传输的信号进行放大的领域。
技术介绍
当光学(初级)信号在连接远距离的发射站和接收站之间的光纤中传送时，一般必须对它们进行原位放大。用于实施这种放大的一技术名为一级受激拉曼散射(即“first order SRS”)。事实上，即指第一、第二(二级)光学信号(所述信号的第一、二波长比初级信号的波长短)，在发射站和接收站之间的光纤中传输(根据相对于初级信号的顺传播或逆传播方式)，以通过一级受激拉曼散射，利用初级信号，转换其部分功率(或“泵功率”)，以有利于初级信号。因此，当光纤中使用两二级信号时，所述两信号可以放大波长范围约30纳米(nm)的初级信号。但分布在整个光纤长度上的拉曼放大功效却被极大地削弱了，一方面是因为光纤的内部衰减(尤其是二级信号的波长)，所述衰减缩短了二级信号和初级信号之间相互影响的距离，另一方面，是因为第一、第二二级信号之间的拉曼散射，耗尽了与短波长相关的能级，而有利于与长波长相关的能级。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于弥补上述缺陷。为此，它提出了一种对由一光纤连接起来的发射站和接收站之间的信号进行光学放大的方法，其中，可通过一级受激拉曼散射，利用第一、二二级调制泵浦信号，放大在发射站和接收站之间传输的一初级光学信号的功率，所述第一、二二级信号分别有第一、二波长，且其流动方向最好与初级信号流方向相反，所述二级信号本身放大也通过二级受激拉曼散射，利用了至少一个第一三级信号，所述三级信号有一第三波长，其流动方向或和初级信号流方向相反，或与其方向相同。二级信号通过三级信号被放大，且因为调制，它们之间几乎、甚至完全不会产生相互影响，这样它们就可更有效地放大初级信号。第一、二二级信号调制即指根据一选定频率(最好约为10兆赫)，分别调制其功率或波长。功率调制时，尤其可轮流使第一、二二级信号的功率几乎为零。另外，尤其当待传输的初级信号分布在一波长的宽波段上时，可使用三个或四个不同的二级光学信号，甚至更多，以通过一级受激拉曼散射，放大所述初级信号。在此情况下，最好使用二个或三个三级光学信号，甚至更多，以通过二级受激拉曼散射，放大所述不同二级信号的功率。本专利技术还提出了一光学信号放大装置，所述装置包括一放大模块，所述模块可连接到传输初级光学信号的光纤上，并能在所述光纤里，最好沿和初级信号流相反的方向，传输第一、二二级泵信号，所述第一、二二级信号有第一、二波长，可通过一级受激拉曼散射，放大在光纤里传送的初级光学信号的功率。所述装置的特征在于，其放大模块包括控制装置和发射装置，所述控制装置可调制第一、二二级信号，所述发射装置可在光纤里，沿与初级信号流相反的或相同的方向，传送至少一第一三级光学信号，所述三级信号有第三波长，可通过二级受激拉曼散射，放大第一、二二级信号的功率。控制装置被配置为根据一选定的频率，调制第一、二二级信号的功率或波长。此外，安装放大模块以在光纤里，最好沿和初级信号流相反的方向，传输至少一第三二级泵信号，所述信号有第四波长，可通过一级受激拉曼散射，放大初级信号的功率。此时，最好安装发射装置，以在光纤里，沿与初级信号流相反或相同的方向，传输至少一第二三级光学信号，所述信号有第五波长，可通过二级受激拉曼散射，放大至少第三二级信号的功率。另外，本专利技术还提出了装配有上述装置的一发射站和装配有上述装置的一接收站。根据本专利技术的装置还可安装在发射站和接收站之间，以使二级信号以逆传播方式传输，使三级信号以顺传播方式传输。有利地是，根据本专利技术的放大方法、放大装置及发射、接收站尤其可应用在但并非局限于此的电信领域中，特别是装配着或未装配有光学中继器的的传输系统领域中。附图说明本专利技术的其它特征和优点将在后文中参照附图，详细加以描述。附图中——图1简略示出了一初级信号传输设备的一部分，所述传输设备装配有可实施根据本专利技术的光学放大方法的装置，——图2简略示出了根据本专利技术的光学放大机构，——图3A和3B简单表示的实施例反映了第一(λ2)、第二(λ3)二级泵信号的功率(P)调制对时间(t)的函数。所述附图清楚表示出本专利技术的基本原理。因此，它们不仅使本专利技术更完整，必要时，也有助于对本专利技术定义的理解。具体实施例方式首先参看图1，图中示出了一初级信号传输设备的一部分，所述设备装配有可实施根据本专利技术的光学放大方法的装置。此处，图中所示设备包括一数据传输站1，所述传输站通过光纤2与远处的一数据接收站3相连。在所述实施例中，光纤2不配有光学放大装置，如信号中继器或信号再生器(如3R型)，但本专利技术可以应用在装配有所述放大装置的光纤中。例如，这种设备可应用在海底或地面传输领域中。传输站1有一传输模块4，所述模块可把所谓初级光学信号形式的待传输数据传送给光纤2，所述初级信号的波长范围为。例如，已传送的初级信号范围为。初级信号被传输模块4传送出后，立即沿向接收站3的方向(箭头F1)在光纤2内传播，所述接收站有一接收模块5，所述模块分析接收到的初级信号，以使用它们或再把它们中继到设备的其它一个或几个接收站。由于发射站1和接收站3之间的距离，所述距离通常很远，必须尽可能在整个光纤2的长度上均匀放大初级信号(即分布放大)。为达到这个目的，本专利技术提出了一信号放大装置。在如图所示的实施例中，所述放大装置安装在接收站里，但在一变型中，它可以安装在发射站里。在另一变型中，可考虑把所述装置一部分安装在发射站中(以发射三级信号)，另一部分安装在接收站里(以发射二级信号)。放大装置有一放大模块6，所述模块包括三个子模块7、8和9。安装第一子模块7以传送所谓“三级”光学信号，所述信号的波长λ1小于初级信号的波长。安装第二子模块8以传送所谓第一“二级”光学信号，所述信号的波长λ2小于初级信号的波长，但大于三级信号的波长(λ1)。安装第三子模块9以传送所谓第二“二级”光学信号，所述信号的波长λ3小于初级信号的波长，但大于三级信号的波长(λ1)和第一二级信号的波长(λ2)。所选择的波长λ1要能最优化三级信号和第一、二二级信号之间的耦合，如图2所示(箭头F3)。此处，“最优化耦合”即指通过二级受激拉曼散射，最优化放大二级信号的功率。事实上，二级受激拉曼放大可使二级信号更均匀地分布在整个光纤长度上，同时使噪音(或ASE，即Amplified Spontaneous Emission)也更均匀地分布在整个光纤长度上，这样可局部提高信号/噪音的比率。L.Labrunie等的文件《在321公里以上距离利用二级拉曼泵放大非重复传输1.6Tbits(160×10Gbit/s)》(见OAA’01)及Rottwitt等的文件《80公里透明双向二极泵浦的泵浦分布拉曼放大器(Transparent 80kmbi-directionally pumped distributed Raman amplifier with secondorder pumping)》(见ECOC 99，Vol II，proceedings，144-145页)中尤其描述了所述二级放大机构。二级信号再由三级信号放大，因而可在第二、三子模块8和9中使用更小功率的泵激光器，以产生二级信号。另外，所选择的波长λ2和λ3要能最优化二级信号和初级信号之本文档来自技高网...

【技术保护点】
对由一光纤（２）连接起来的发射站（１）和接收站（３）之间的信号进行光学放大的方法，其中，可通过一级受激拉曼散射，利用第一、第二二级泵浦光学信号，放大在发射站（１）和接收站（３）之间传输的一初级光学信号［λａ－λｂ］的功率，所述第一、二二级信号分别有第一（λ２）、第二（λ３）波长且在所述发射站（１）和接收站（３）之间传输，其特征在于，一方面，调制所述第一（λ２）、第二（λ３）二级信号，另一方面，在所述发射站（１）和接收站（３）之间的所述光纤（２）里，传输至少一第一三级信号，所述三级信号有第三波长（λ１），可通过二级受激拉曼散射，放大第一、第二二级信号的功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：帕特思勒洛克斯，弗朗科斯博拜尔，埃里克博朗顿，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]