[发明专利]一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法

权利要求书

1.一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其结构包括泵浦功率监测单元和带外ASE探测单元；其中，泵浦功率监测单元连接于中央控制处理器，且包括一功率探测器，该功率探测器通过WDM连接于功率耦合器；带外ASE探测单元包括ASE带探测器，且ASE带探测器连接至中央控制处理器，其步骤包括：

第一步：设定初始泵浦光功率为P1；

第二步：探测带外ASE功率值Pase1；

第三步：设定泵浦光功率为P2；

第四步：探测带外ASE功率值Pase2；

第五步：程序自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗；

拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗LossCon的计算方法如下：

拉曼光纤放大器在主光路中自发辐射ASE项为2h*ν*Δν*gR*Pp,其中h为普朗克常量，ν为自发辐射光频率，Δν为自发辐射相对于泵浦光的拉曼频移，gR为拉曼增益系数，Pp为泵浦光功率；

设G(ratio)为拉曼放大器的线性开关增益,当G(ratio)>>1时，对ASE功率作一系列近似后可得：

Pase(dBm)＝10*log10(G(ratio)-1)+a (1)

其中Pase(dBm)为ASE功率，单位为dBm；a是一个和光纤有效长度、拉曼增益系数相关的一个参数，其和泵浦功率、光纤衰减系数无关；

而对G(ratio)存在下式：

G(ratio)＝exp(gR*Pp*Leff/Aeff) (2)

其中gR为拉曼增益系数，Pp为泵浦光功率，单位为mW；Leff为光纤的有效长度，Aeff为光纤的有效面积；如果G(ratio)的单位为dB，那么G(ratio)和泵浦功率Pp则成线性关系，

设Pase(mW)＝10^(Pase(dBm)/10),单位为mW，根据(1)式，通过定标可以得到G(ratio)＝ga1*Pase(mW)+ga2+1 (3)

其中ga1，ga2为与光纤损耗无关的定标系数；

首先将泵浦功率设置为P1，测量此时带外ASE功率Pase1(dBm),对应的线性开关增益为G1(ratio)；随后将泵浦功率设置到P2，有P2>P1,取P2为P1的两倍，记录下此时的带外ASE功率Pase2(dBm)，对应的线性开关增益为G2(ratio)；

由公式(2)式可得

10*log(G1(ratio))*P2/P1-10*log(G2(ratio))＝0 (4)

设拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗为LossCon,单位为dB,对光纤接头损耗之前的Pase(mW)可折算如下

Pase(mW)＝10^((Pase(dBm)+LossCon)/10) (5)

公式(5)式代入公式(3)可得到

G(ratio)＝ga1*10^((Pase(dBm)+LossCon)/10)+ga2+1 (6)

公式(6)式代入公式(4)可得到

10*log(ga1*10^((Pase1(dBm)+LossCon)/10)+ga2+1)*P2/P1

-10*log(ga1*10^((Pase2(dBm)+LossCon)/10)+ga2+1)＝Error (7)

Error为误差，用迭代法求LossCon使得Error＝0

设置收敛因子ke，使LossCon＝LossCon+Error*ke；

程序自动收敛计算得到拉曼光纤放大器与传输光纤的接头损耗LossCon。

2.如权利要求1所述的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其特征在于：对多泵浦拉曼光纤放大器，泵浦光功率设置为短波长泵浦功率、或多个泵浦光的功率之和，泵浦功率监测单元的功率探测器探测功率耦合器分离出的部分泵浦光的功率值并传送至中央控制处理器。

3.如权利要求1所述的一种拉曼光纤放大器传输光纤接头损耗的探测方法，其特征在于：带外ASE探测单元利用功率耦合器和滤波器将部分信号带宽之外的ASE光抽离，并将抽离的ASE光传输至ASE带探测器，ASE带探测器探测出带外ASE功率值Pase1并传送至中央控制处理器。