[发明专利]硫属化物玻璃基的喇曼光学放大器

说明书

本申请要求2000年8月29日提出的美国临时申请No.60/228,665的权利。

发明背景

发明领域

本发明涉及喇曼光学放大器。

相关技术的描述

为了补偿衰减，光通信系统中通常沿光传输光纤以均匀间隔提供对光信号的放大。可以由基于如铒和镱的稀土元素的放大器产生放大，或者由基于喇曼效应的放大器产生放大。由于它们对选定原子能级跃迁的依赖性，故稀土放大器具有有限的带宽。放大发生在相应于选定原子跃迁的分立波长处。宽波带掺铒光纤放大器在某种程度上是对稀土放大器的改进，使得这些稀土放大器可以驱动某些波分复用(WDM)光学网络。另一方面，喇曼放大器是自然可调谐的，能够对宽波带内的波长提供放大。在这种放大器中，通过调谐泵浦激光器产生一个波长，使得在该选定波长处能够产生受激喇曼发射，从而简单地选择放大波长。喇曼放大器比稀土放大器覆盖更宽的频谱范围。另外，喇曼放大器具有比稀土放大器更低的噪音。这些优点使得喇曼放大器更符合远程WDM系统的需要，在远程WDM系统中传输带宽可能会很宽。

然而，传统的喇曼放大器具有相当低的增益。在这种放大器中，光信号通常必须穿过一个长且被强泵浦的放大器光纤来获得适当的放大。例如，为了产生20-dB的放大，某些传统的喇曼光纤放大器使用10到100千米(km)的放大器光纤以及300到1000毫瓦(mW)的泵浦光。高泵浦光功率需要昂贵的泵浦激光器，并且使得泵浦激光器的工作成本增加。因此，需要一种基于较短放大器光纤和较低泵浦功率的喇曼放大器。

发明概述

按照一个方面，本发明的特征为一种光学放大器，包括一具有光输入端和输出端的硫属化物玻璃光波导，一泵浦光波导，以及一波长可调谐泵浦激光器。由泵浦光波导将该波长可调谐泵浦激光器耦合到该硫属化物玻璃光波导上。

按照第二个方面，本发明的特征为一种对光进行放大的方法。该方法包括调谐波长可调谐泵浦激光器以产生泵浦光，随着硫属化物玻璃光波导中对选定波长光的接收，该泵浦光的波长能够在硫属化物玻璃光波导中产生喇曼放大。该方法还包括将泵浦光传送到硫属化物玻璃光波导，并且将具有选定波长的输入光接收到硫属化物玻璃光波导中。

按照第三个方面，本发明的特征为一种光通信系统。该系统包括多个石英玻璃光纤和至少一个耦合在两个石英玻璃光纤之间的喇曼放大器。本发明的喇曼放大器包括一连接两个石英光纤的硫属化物玻璃光波导，一泵浦光波导和一波长可调谐泵浦激光器。由泵浦光波导将该泵浦激光器耦合到该硫属化物玻璃光波导上。

附图简述

图1给出了喇曼放大器的一个例子；

图2给出了喇曼放大器的另一个例子；

图3给出了用于图1和2中喇曼放大器某些实施例的硫属化物玻璃光纤的横截面图；

图4给出了使用图1或2中喇曼放大器的光通信网络的一部分；

图5给出了使用图1或2中的喇曼放大器对光进行放大的方法的流程图；

图6和7给出了图5所示方法中泵浦光波长与输入光波长之间关系曲线图；

图8给出了用来拉制用于图1和2所示喇曼放大器的某些实施例中的硫属化物玻璃光纤的设备；

图9给出了用于制造图1和2所示喇曼放大器的某些实施例中的硫属化物玻璃光纤的流程图。

发明的详细描述

通过使用由硫属化物玻璃制成而不是由石英或其他氧化物玻璃制成的光学放大媒质，本发明的各个实施例提供了改进的喇曼放大。

图1给出了喇曼放大器10的一个例子，其中波长可调谐激光器12通过一个2×1光连接器16耦合到硫属化物玻璃放大器波导14的一个输入端。泵浦激光器12的波长调谐能力使得对光的放大是宽波段的，不象传统的基于稀土的放大器，由于放大波长不可调，从而泵浦源不是波长可调谐的。在不同实施例中，放大器媒质14或者是光纤，或者为平面型波导。

光连接器16还将诸如石英光传输光纤的一个输入波导18连接到硫属化物玻璃放大器波导14的输入端。通过光耦合器22，硫属化物玻璃放大器波导14的一个输出端被耦合到一个输出波导20，比如另一个石英光传输光纤。在一些实施例中，耦合器22有选择地滤除泵浦激光器12所产生的光，使得泵浦光不会被传输到输出波导20。