[发明专利]改进的宽带搀铒光纤放大器

说明书

                   技术领域

本发明涉及光通信系统，更具体地说，涉及宽带光放大器。

                   背景技术

近年来，能够用于光通信系统的搀铒光纤放大器(EDFA)已经投入实际应用。例如，每一个具有不同波长的多个光信号一起多路复用为波分复用(WDM)的信号光。光放大器的宽波段使波分复用(WDM)信号光中的每一个信号光得以被放大。在采用EDFA的系统中，信道密度已经受限于EDFA的可用增益带宽。因此，增加EDFA的增益带宽可以在保持信道间隔以及每一个信道的比特率的同时增加系统容量。

对于波分复用(WDM)传输系统，已经使用了许多不同的技术，以获得在1530nm至1560nm之间的传统波长范围(下文中称作“C波段”)内、以及在1570nm至1610nm之间的长波长范围(下文中称作“L波段”)内的宽增益。图1示出根据现有技术的宽波段EDFA的示意图。输入的波段信号通过两级放大，然后C波段和L波段信号重新组合，以生成宽的光带宽。通常，L波段光纤放大器需要长EDF(188m)，这是因为功率转换效率比传统的C波段EDFA低。在这种类型的放大介质中，将产生在与信号光的传播方向相同的方向上传播的前向放大自发辐射(下文中称作“ASE”)光、以及在与信号光的传播方向相反的方向上传播的后向ASE光。在光纤传输线中提供多个均含有光放大器的中继器的情况下，在光放大器中产生的噪声频谱的ASE将导致不能精确监测与信号频谱相关的光功率的问题。因此，需要一种成本低且改善了功率转换效率并降低噪声的光功率放大器。

                    发明内容

本发明的目的是提供一种具有有效利用搀铒光纤放大器(EDFA)及相关激励源(pump source)结构的光放大器，并因此通过采用较短的搀铒光纤(EDF)和较少的激励消耗提供具有较小噪声电平的增加的信号带宽。

本发明涉及用于放大涵概两个或多个光波段的光信号的光放大器。该光放大器包括：由第一激励光源激励的第一搀铒光纤放大器；由第二激励光源激励的第二搀铒光纤放大器；配置在第一级放大器和第二级放大器之间的分离部分，用于将收到的光信号分离成数个子波段信号；反射器，用于将第二级放大器的输出反向反射回第二级放大器；合成器，用于将放大的光信号重新合成，以生成输出信号；以及布置在分离部分的输出端的环行器(circulator)，用于将来自第二级放大器的返回放大的输出重定向到合成器的输入端，并用于防止第二级放大器生成的ASE进入合成器的输入端。

本发明涉及一种放大光信号的方法，按照下述各步骤执行：使输入的光信号通过用于放大的第一级放大器；将放大的输入信号分离为C波段和L波段信号；在第二级放大器中进一步放大L波段信号；将放大的L波段以相反方向再次重定向回到第二级放大器；以及合成进一步放大的L波段和C波段以产生输出信号。

                    附图说明

通过以下对在附图中示出的优选实施例的详细描述，本发明的前述和其它特征和优点将更加清楚，其中在所有的附图中相同的标号指相同的部件。附图不与实际成比例，而是强调说明本发明的原理。其中：

图1示出根据现有技术系统的搀铒光纤放大器(EDFA)；

图2是从图1所示的光纤放大器的实验结果中得出的增益和噪声曲线(dB)以及输出功率(dBm)与波长(nm)的关系图；

图3是根据本发明的第一实施例的前向宽带EDFA的示意图；

图4是从图3所示的根据第一实施例的光纤放大器的实验结果中得出的增益和噪声曲线(dB)与波长(nm)的关系图；

图5是根据本发明的第二实施例的后向宽带EDFA的示意图；

图6是从根据本发明的第二实施例的宽带EDFA的数值仿真中得出的增益和噪声曲线(dB)与波长(nm)的关系图；

图7是根据本发明的第三实施例的双向激励的宽带EDFA的示意图；和

图8是说明现有技术结构和本发明的结构之间的输出功率比较表。

                  具体实施方式

在下面的描述中，为了说明的目的而不是用于限制，给出诸如具体结构、接口、技术等的特定细节，以便彻底地理解本发明。但是，对于本领域的技术人员非常清楚，本发明可以以这些特定细节之外的实施例实现。处于简单和清晰的目的，省略对公知设备和方法的细节描述，以避免在不必要的细节上混淆本发明。