[发明专利]一种光信号的放大输出方法及系统

说明书

本发明涉及一种光信号的放大输出方法以及系统，放大输出方法包括以下步骤：所需输出光信号相匹配的激光器驱动电流与激光器阈值电流成第一关系时，发出直流信号驱动激光器，激光器以第一输出功率发出pump光并耦合到增益光纤中，增益光纤放大输出光信号；以及，所需输出光信号相匹配的激光器驱动电流与激光器阈值电流成第二关系时，设定PWM信号的高电流和低电流的占空比，发出PWM信号驱动激光器，激光器以第二输出功率发出pump光并耦合到增益光纤中，增益光纤放大输出光信号。无论激光器所需目标功率是大还是小，均能够保持光信号稳定，保证增益效果。

技术领域

本发明涉及光放大领域，具体涉及一种光信号的放大输出方法以及系统。

背景技术

掺铒光纤放大器(EDFA)作为光纤通信链路上不可或缺的放大单元，在设计和应用中，需要综合考虑输入、输出功率大小，功率稳定性、增益范围、噪声要求等多种光学指标，以适应不同的应用环境。

较为典型的应用场景是，在较低的输入功率下，需求适中的光信号增益，此时放大器最后的输出功率也不会很大。EDFA是利用pump光在摻铒光纤中发生受激辐射，将能量转移到信号光上，从而达到放大特定信号光的目的，通过增大或减小pump光功率，就可以相应的增大或减小掺铒光纤所提供的光增益。在低输出功率的应用场景下，往往只需要pump激光器提供一定的pump光功率，所提供的能量就可以在掺铒光纤中达到增益要求。而现在商用的EDFA中使用的pump激光器都是LD(激光二极管，Laser Diode)，它有一个参数叫阈值电流，只有当驱动电流超过阈值电流时，LD才会随着电流的增大较为线性的输出光功率。在阈值电流附近，增加一点小的驱动电流，所输出的pump功率可能就可以使掺铒光纤中增益超过目标增益。而此时降低驱动电流的话，又会使驱动电流小于阈值电流，pump激光器完全不出光，掺铒光纤又失去增益能力。

因为上述原因，在目标输出光功率较低的应用场景下，EDFA的输出光功率非常不稳定。如果这个问题放任不管，轻则影响EDFA增益控制逻辑的实际效果，重则输出光的极度不稳定会导致EDFA在完全无法在低输出功率的工作状态下使用。若想保证EDFA完全胜任目标输出光功率较低的应用场景，EDFA在设计和应用时需要考虑合适到响应的增益范围和输出光功率范围，以及考虑噪声、平坦度、增益光谱范围等因素的限制，进行针对性的设计，才能够完全实现。

目前，EDFA还有另外一种方式，采用的pump激光器使用FBG构成外谐振腔结构进行稳频，具体来说，在激光器后的耦合输出光纤上，加入FBG(光纤布拉格光栅，Fiber BraggGrating)反射一部分pump光，一般为3％到5％，增强激光器谐振腔的反馈强度，从而达到稳定LD输出光的波长和功率的目的。使用FBG的方法优点是简单易得，直接在输出耦合光纤上刻蚀光栅即可。但是，在小pump光下，稳定pump光波长和功率的效果依然很差；且可能不同的激光器需求不同的反射功率，刻蚀的光栅反射率无法达到最佳匹配。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光信号的放大输出方法及系统，解决激光器的目标输出功率较小时无法实现光信号放大的问题。

为解决该技术问题，本发明提供一种光信号的放大输出方法，所述放大输出方法包括以下步骤：所需输出光信号相匹配的激光器驱动电流与激光器阈值电流成第一关系时，发出直流信号驱动激光器，激光器以第一输出功率发出pump光并耦合到增益光纤中，增益光纤放大输出光信号；以及，所需输出光信号相匹配的激光器驱动电流与激光器阈值电流成第二关系时，设定PWM信号的高电流和低电流的占空比，发出PWM信号驱动激光器，激光器以第二输出功率发出pump光并耦合到增益光纤中，增益光纤放大输出光信号。