[发明专利]一种增益平坦的As-S光纤拉曼放大器

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是一种增益平坦的As-S光纤拉曼放大器。

背景技术

在光纤通信系统中，即使单模光纤在1550nm的衰减系数仅为0.20dB/km，光信号在光纤中经过长距离传输并在与其他器件之间的连接处也会引起光信号能量的损耗。因此，为了解决由于光纤衰减对光源和光接收机之间光纤长度的限制问题，一般每隔40～60km必须对光信号进行放大处理，来补偿光信号的传输损耗和延长光源和光接收机之间的距离，实现长距离或超长距离的光纤传输。

在光放大器出现之前，解决信号光放大问题的办法是采用传统的光电中继。光电中继放大光信号的过程是:首先将光信号转化为电信号，然后对电信号进行放大，最后将放大的电信号转换为光信号并送入光纤中进行传输。光电中继器是一个既光-电-光（O-E-O）转换和信号处理（再定时、再整形和再放大）功能为一体的设备，其结构复杂，费用昂贵且可靠性差。为了彻底解决光电中继器存在的这些先天缺陷，人们研究了能够直接放大光信号且体积紧凑、结构简单的光放大器。光放大器是一个模拟光学器件，其输入和输出信号相同，仅仅放大光强和附加噪声，且具有简单和透明的特性，即在保持传输信号的形式，同时放大密集波分复用系统中多个业务不同的信号光。

而在现有的光纤放大器中，常用的掺杂光纤放大器（如掺铒光纤放大器）的放大波长范围仅为C波段35nm（1530～1565nm），并且其输出信号光噪声指数较高、输出增益较低、增益平坦度较差。而As-S光纤拉曼放大器只要选择合适的泵浦激光器波长，就可以实现任意波段特别是C波段的宽带放大，并且其输出增益高、增益平坦度好、响应时间快、饱和输出功率大且噪声指数低，这对密集波分复用系统扩容升级，降低成本和增加业务等具有十分重要的技术经济价值。

发明内容

本发明的目的是要提供一种增益平坦的As-S光纤拉曼放大器，其结构简单，设计合理，实现方便且成本低，输出增益高，增益平坦度好，响应时间快，饱和输出功率大，噪声指数低且易于耦合，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种增益平坦的As-S光纤拉曼放大器，连接于光发送机和光接收机之间，包括第一连续泵浦激光器、复用器、光隔离器、光纤光栅、第二连续泵浦激光器、合波器和解复用器，所述光发送机和光接收机分别设置为多个，多个光发送机的输出端对应地通过多根第一光纤与所述复用器的输入端相接，所述第一连续泵浦激光器的输出端通过第二光纤与所述复用器的输入端相接，所述复用器的输出端通过第一段第三光纤连接光隔离器的输入端，所述光隔离器的输出端通过第四光纤连接光纤光栅的输入端，所述光纤光栅输出端经第五光纤与所述合波器的输入端相接，所述第二连续泵浦激光器的输出端通过第二段第二光纤与所述合波器的输入端相接，所述合波器的输出端通过第二段第三光纤连接解复用器的输入端，所述解复用器输出端通过多根第六光纤与多个光接收机相连；所述多个光发送机的中心波长各不相同且多个光发送机中任意一个的中心波长λ_i均大于所述第一连续泵浦激光器的中心波长λ_1P和所述第二连续泵浦激光器的中心波长λ_2P，且的取值范围为280cm^-1～344cm^-1，的取值范围为344cm^-1～408cm^-1，其中，i为信道数且i的取值为1～N，N为信号光总数且为整数。

作为本发明进一步优选方案，所述多个光发送机中任意一个的中心波长λ_i与所述第一连续泵浦激光器的中心波长λ_1P满足频移计算公式Δv=(1/λ_1P)—(1/λ_i)，其中，Δv为频移量且Δv的取值范围为280cm^-1～344cm^-1。

作为本发明进一步优选方案，所述多个光发送机中任意一个的中心波长λ_i与所述第二连续泵浦激光器的中心波长λ_2P满足频移计算公式Δv=(1/λ_2P)—(1/λ_i)，其中，Δv为频移量且Δv的取值范围为344cm^-1～408cm^-1。

作为本发明进一步优选方案，所述光纤光栅中心波长与第一连续泵浦激光器中心波长相同。