[发明专利]光放大器及相关方法

说明书

本文涉及光放大器及相关方法，具体提供了一种光放大器(1)及相关光放大方法，所述光放大器(1)包括：光程(2)，具有输入端(3)和输出端(4)；第一掺铒光纤(5)，沿着光程放置；第一增益平坦滤波器(6)，沿着光程放置在第一掺铒光纤的下游；第二掺铒光纤(7)，沿着光程放置在第一增益平坦滤波器的下游；第二增益平坦滤波器(8)，沿着光程放置在第二掺铒光纤的下游；第三掺铒光纤(9)，沿着光程放置在第二增益平坦滤波器的下游；以及光泵(10)，光学耦接至光程，从而光学地泵浦至少第一掺铒光纤和第三掺铒光纤。

技术领域

本发明涉及光学电信领域，具体地，涉及具有较大带宽(即，大于40nm)的光放大器及光放大器的相关方法。

背景技术

已知光放大器(OA)基于掺铒光纤(EDF)并且能够在具有约35nm的带宽的所谓典型放大波段(C波段)(通常，从约1530nm至约1565nm)上光学放大波分复用(WDM)光信号。

除至少C波段的部分外，对于大于40nm的总放大带宽，已知能够在所谓长波段(L波段)(通常，从约1570nm至约1605nm)的至少一部分上光学放大WDM光信号的大带宽光放大器。

接着，总放大波段(可以连续或者独立的两个或者更多个子波段，通常，C波段内的一个子波段和L波段内的一个子波段)提供整合OA的光通信系统的极高传输功能，例如，WDM信号可以包括高达至160个信道，其中，信道间隔50GHz，每个WDM信道均具有例如100Gb/s或者更高的位率。

已知，大带宽光放大器基于并行方案，其中，两个EDF光程放置在两个大带宽耦合器之间的并行配置中，一个EDF光程对C波段最佳并且另一个对L波段最佳，且两个EF光程彼此独立。

就光部件数目而言，申请人发现基于并行方案(包括其类似双向OA的变形)的这些OA较复杂、具有较大的总波长波段占用率(通常，至少约1565nm与1570nm之间的波段不可用于WDM信道)、遭受中间带干扰并且需要更多的监测信道。

已知，大带宽光放大器还基于具有单一EDF光程的串联方案。

例如，V.Sinivasagam,K.Dimyati,R.D.Singh,A.Mustafa–TENCON2004的文章“C+Lband EDFA with over 70nm operating range”中的第78页至第81页公开了在C波段和L波段区域内运行的宽带硅基EDFA设计。由980nm同向泵浦的双级构造放大器设计。

发明内容

申请人已经发现，现有技术中的较大带宽光放大器具有一些缺点。例如，根据申请人，其示出了在功率转换效率和/或光谱(即，在整个放大波段内)增益平坦度和/或光谱噪声系数和/或光谱增益形状在输入功率变化时的强健性方面的性能限制，具体地，对于饱和输入功率操作，当WDM信号包括极多个WDM信道(即，多于约30个信道)时，存在这种性能限制。

表达‘饱和操作’是指OA操作，其中，在输入光放大器的其输入端处的(WDM)光信号具有大于饱和输入功率的总光功率，后者被定义为放大器的总增益低于小信号增益3dB时的输入功率。通常，在饱和操作中，输入至光放大器的输入端处的(WDM)光信号具有大于-10dBm的总光功率。

功率转换效率被定义为饱和操作时的总OA输出功率与总泵功率之间的比率。

光谱增益平坦度被定义为光谱增益在整个放大波段内的最大变化量。

噪声系数被定义为各个波长的输入信噪比与输出信噪比之间的比率(以分贝表示)。

此处，光谱增益形状在输入功率变化时的强健性也被称之为光谱增益斜率(单位：dB/dB)，可被定义为整个放大波段的相对端处的每dB的总输入信号功率变化时的光谱增益(单位：dB)相对于最佳输入信号功率(其中，光谱增益平坦)的绝对差。