功率均衡多波道光纤激光阵列制造技术

一种功率均衡多波道光纤激光阵列，包含一泵浦激光光源，一１ｘＮ光分离器，多个波分复用（ＷＤＭ）耦合器，多个掺铒光纤，及多对光纤光栅及一内含多个衰减器的功率均衡装置，该功率均衡装置的实现方式可为加入可调光衰减器、控制泵浦激光分光效率、调整个别增益光纤长度、Ｅｒ↑［３＋］掺杂浓度或光纤光栅的反射率。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种功率均衡多波道光纤激光阵列，特别是有关于一种功率均衡多波道光纤激光阵列。随着信息容量急速扩充，波分复用传输技术已成为高速光纤传输的主流，其中作为传输信号用的多波道激光光源为其关键产品，我们提出掺铒光纤激光阵列，以其产生特定放大波长在1.55μm频带，可完全和掺铒光纤放大器信号放大的频带吻合。多波道光纤激光光源在适当设计下，可以共享一个泵浦激光光源以节省成本，同时可借各信道并接方式达成体积小型化的目标。源于掺铒光纤的放大自发辐射曲线不平坦，多波道光纤激光各波道分别发射激光(lasing)后，输出信号电平可能会高低不平，会造成各信号波长问的输出电平(Power level)以及信噪比(Signal to noiseratio，SNR)不等，这将明显劣化传输品质，故有必要作功率均衡的研究。该光纤激光在约数厘米至数十厘米长的掺饵光纤(Erbium-dopedfiber、EDF)16两旁，放置相同反射中心波长的光纤光栅18，使光信号在此两端点产生共振波长(即为布拉格波长)。至于波长功率的大小，取决于泵浦激光功率、掺铒光纤长度(L)与掺杂Er3+浓度值、以及成对光栅反射器的反射率(R1R2)，信号光在共振腔内来回一趟后的激光功率可表示为PRout＝ε2R2Proutexp上式中的R2＝R1R2，；ε2＝ε1ε2，其中ε1和ε2是腔内两端的损耗，αS三为掺锡光纤在激光波长下的吸收系数，Ppabs和Psabs分别是泵浦光和信号光经过掺铒光纤一趟被吸收的功率；而PSCS和PSIS则为掺铒光纤特性参数，在腔内共振多次后总输出激光功率为PLas＝(1-R2)ε2Prout将上述原理应用在实际的结构上，本技术采用将N个光纤激光并联接续方式，再用适当的1xN光分离器将泵浦激光导人光纤中。为使WDM传输品质得以确保，必须再解决信道问功率不均衡的问题，考虑泵浦功率及光栅反射率等参数对各波道间的功率影响，再作参数最佳化设计与分析，由于激光输出功率由多项参数所决定，计算上颇为复杂。解决上述问题采用逆向计算法，即先将未调整的WDM光源输出结果(信道间光信号电平会有高有低)找出，再逐一调整泵浦光率比、掺铒光纤的长度或光栅的反射率(当然也可综合调整)以使信道间的功率均衡，配合实验或理论上的数据，固定每次制作的条件相同，则商品化规格(如光栅的反射率)即可确定。(1).并联式(Parallel-type)、泵浦功率共享(Pump-shared)法并联式泵浦光源分配结构如图3(a)-图3(d)所示，包含一个1xN光分离器(1xN splitter)配合N个可调光衰减器，所述可调光衰减器位于功率均衡装置内，或一个1xN比率可调光分离器(1xN variable ratiosplitter)，以分配泵浦功率给N个信道的光纤激光。(2).波分复用激光光源功率均衡控制法法一可调式光衰减器(Variable optical attenuator，VOA)控制共加入N个可调光衰减器(VOA1-VOAN)于个别的波道上，并配合一个1xN光分离器。法二调整泵浦功率的分光比率加入1xN的1xN比率可调光分离器(1xN Variable ratio splitter)。法三调整个别共振腔内增益介质(掺饵光纤)的长度(EDF length、li)或浓度(Er3+doping concentration)。法四调整光栅反射器的反射率。泵浦光源的选择在此结构中，选择980nm或1480nm或其它适当波段的泵浦光源。对于光纤激光阵列，我们提出并联泵浦分光式、功率均衡光纤激光阵列结构，它可包含多个并接在一起的分布式布拉格反射型光纤激光，对于功率不均衡的问题，我们提出四种改善方法，掺铒光纤可通过单一980nm或1480nm的半导体激光泵浦，此模块具有体积小及价格低廉的优点，于波分复用光纤传输系统中，提供了光源更多样化的选择。综上所述，通过本技术的多波道光纤激光阵列，可有效地解决功率均衡的问题，如由附图说明图1(a)、1(b)未经功率均衡与经过功率均衡相比较的光频谱图可得知。以上所述，仅为本专利技术其中的较佳实施例，并非用来限定本专利技术的实施范围，本专利技术的保护范围应以后附的权利要求书界定的范围为准，凡运用本专利技术说明书及附图内容所为的等同变化与改型，均应包含于所附的权利要求书限定的范围之内。权利要求1.一种功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于包含一泵浦激光光源，一1xN光分离器，多个波分复用耦合器，多个掺铒光纤，多对光纤光栅，及一功率均衡装置，其中，所述光分离器的输出端与所述功率均衡装置相连接，所述功率均衡装置的输出端分别与各波分复用耦合器相连接，各波分复用耦合器的输出端依次与相对应的光纤光栅及掺铒光纤相连接，该泵浦光源的激光由光分离器分光后，耦合至波分复用耦合器，进入由一对光线光栅及一掺铒光纤所构成的共振腔中。2.如权利要求1所述的功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于所述功率均衡装置包含N个可调光衰减器及一个光分离器。3.如权利要求1所述的功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于含有比率可调的光分离器。4.如权利要求1所述的功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于所述泵浦激光光源中心波长为980nm。5.如权利要求1所述的功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于所述泵浦激光光源中心波长为1480nm。专利摘要一种功率均衡多波道光纤激光阵列，包含一泵浦激光光源，一1xN光分离器，多个波分复用(WDM)耦合器，多个掺铒光纤，及多对光纤光栅及一内含多个衰减器的功率均衡装置，该功率均衡装置的实现方式可为加入可调光衰减器、控制泵浦激光分光效率、调整个别增益光纤长度、Er文档编号G02B6/24GK2541856SQ0220790公开日2003年3月26日 申请日期2002年3月15日 优先权日2002年3月15日专利技术者廖显奎, 曾弘毅, 祁甡, 简碧尧 申请人:亚洲光学股份有限公司, 廖显奎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率均衡多波道光纤激光阵列，其特征在于包含一泵浦激光光源，一１ｘＮ光分离器，多个波分复用耦合器，多个掺铒光纤，多对光纤光栅，及一功率均衡装置，其中，所述光分离器的输出端与所述功率均衡装置相连接，所述功率均衡装置的输出端分别与各波分复用耦合器相连接，各波分复用耦合器的输出端依次与相对应的光纤光栅及掺铒光纤相连接，该泵浦光源的激光由光分离器分光后，耦合至波分复用耦合器，进入由一对光线光栅及一掺铒光纤所构成的共振腔中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖显奎，曾弘毅，祁甡，简碧尧，
申请(专利权)人：亚洲光学股份有限公司，廖显奎，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]