[发明专利]突发式掺稀土元素光纤放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种突发式掺稀土元素光纤放大器及其制造方法，所述放大器为如掺铒光纤放大器等的突发式掺稀土元素光纤放大器。

背景技术

目前，实用化的光放大是利用感应辐射(或者是感应散射、参变放大)的原理。该些原理无论哪一种情况都是通过获得高能态的电子数得到增益而使光信号放大。高能态电子数因光放大而减少，在由外界提供能量使高能态电子数量恢复的过程中，其时间常数(驰豫时间)是由供给能量的基本过程及材料常数、结构常数所决定的。掺铒光纤放大器(以下称为EDFA)作为最一般的光放大器具有几毫秒的时间常数，因而适合Gbps以上数量级的高速信号的放大(时间常数短的半导体光放大器会产生码型效应，所以将其用于高速信号放大时需要有改善措施。)但是，当调制信号不是连续的位串，而是像突发串/数据包这样的粒度小的数据形式时，即使EDFA有较长的时间常数也会在波形和包络线上产生瞬态的变化。(E.Schulze，M.Malach，F.Raub，“All-Raman amplified links in comparison to EDFAlinksin case of switched traffic，“in ECOC2002，Symposium3.8.)

对此，抑制这种变化的技术已有大量的报道，大致可分为，使用光循环回路的光学方法和使用自动增益控制回路(AGC)的电学方法。但是，光学方法因结构复杂和可控性低而缺乏实用性。(C-L.Zhao，H-Y.Tam，B-O.Guan，X.Dong，P.K.A.Wai，X.Dong，“Opticalautomatic gain control of EDFA using two oscillating lasers in a singlefeedback loop，”Optics communications 225，157-162(2003).)而电学方法在切换速度较低的网络中取得了一定的成果。然而，随着如光突发串/光包那样的线路利用率高，且数据形式的粒度小的通信方式研究的深化，人们发现，仅仅使用电学控制方法并不能充分解决光信号增益变化的问题。

根据查阅文献，抑制增益变化的电气回路的时间常数为亚微秒(C.Tian a EDFA pumped by 1480-and 980-nm lasers，”IEEE JLT21(8)，1728-1734(2003)，H.Nakaji，Y.Nakai，M.Shigematsu andM.Nishimura，”Superior high-speed automatic gain controllederbium-doped fiber amplifiers，”Optical Fiber Technology9，25-35(2003))，所以所述电气回路，对具有10Gbps以上数量级的高速的包含有效载荷的典型的光包，不能作出响应。另外，对该增益变化抑制技术虽然也提出了光控制法，但因其具有抑制不充分、方式复杂等种种问题而并未达到实用化。

此外，在WDM环境下，输入信号的突发式的变化会引起EDFA的瞬态响应，这一过程是能够近似性地描述的(参照下述非专利文献1)。然而，关于瞬态响应的具体的应对方案，虽然提出了很多诸如上述的方法，但是，这些方法均是通过使用外界回路对EDFA的工作状态进行适应性地控制，而对瞬态响应本身进行抑制的具体方法，却未见任何报道。

图1所示为光包通过EDFA所引起的波形变化的例子示意图。图1所示例中的光包，数据速率为9.95328Gbps，具有128bit前同步信号和3814bit有效载荷，持续时间约为400ns。如图1所示，因EDFA的增益变化而引起光包的波形发生走样。