[发明专利]一种低差模增益少模掺铒光纤放大器在审

专利信息
申请号: 201910179153.X 申请日: 2019-03-11
公开(公告)号: CN109802289A 公开(公告)日: 2019-05-24
发明(设计)人: 武保剑;陈相玮;文峰;邱昆 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H01S3/094 分类号: H01S3/094;H01S3/10;H01S3/067
代理公司: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 温利平
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 少模 掺铒光纤放大器 差模增益 掺铒光纤 信号模式 波分复用器 复用器复用 泵浦单元 光隔离器 光滤波器 解复用器 有效带宽 噪声干扰 泵浦光 解复用 耦合到 相干 滤出 放大 输出
【说明书】:

发明公开了一种低差模增益少模掺铒光纤放大器,不同模式的光信号经过信号模式复用器复用成一路光信号,再与相干泵浦单元输出的泵浦光通过波分复用器一起通过光隔离器后耦合到少模掺铒光纤,少模掺铒光纤对不同模式的光信号进行放大,提高光信号的增益,最后再通过光滤波器滤出有效带宽内的光信号,消除其它频带的噪声干扰,并通过信号模式解复用器解复用,得到不同模式光信号。

技术领域

本发明属于光通信技术领域,更为具体地讲,涉及一种低差模增益少模掺铒光纤放大器。

背景技术

为了突破传统单模光纤系统的传输容量限制,以多芯光纤、少模光纤、少模多芯光纤和轨道角动量等为代表的空分复用或模分复用技术成为光纤通信领域研究热点,它们从空间维度上提升了光纤传输容量。在模分复用系统中,少模掺铒光纤放大器能同时放大多个模式,有效降低了每比特的传输成本。

目前商用的少模掺铒光纤放大器产品最多可实现六个空间模式的放大,进一步增加模式通道数的主要挑战之一在于模式的增益均衡问题,也就是说,各个模式信道之间的增益差(又称差模增益)直接影响系统中断概率,具有低的差模增益是模分复用系统对少模掺铒光纤放大器最基本的要求。

现有放大器如图1所示。不同模式的信号光经过信号模式复用器复用到一根光纤中,其输出光信号与激光器输出的泵浦光通过波分复用器一起耦合进传统的掺铒光纤;在掺铒光纤的输出端,使用光滤波器滤除泵浦光,然后再经过信号模式解复用器分解出放大的不同模式信号光。此外,为了增强少模掺铒光纤放大器的性能,在掺铒光纤的两端增加了光隔离器。

现有普遍采用的减小差模增益的方法主要有两种:一是控制泵浦模式的光强度分布,只利用了光强信息,控制不够精确。二是设计掺铒光纤结构,以优化光纤中铒离子掺杂分布,但仍根据光强信息优化,且依赖于复杂掺铒光纤结构的设计,制造工艺复杂。两种方法均衡差模增益能力有限,灵活性不足,模式之间不可控,难以兼顾所有模式。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种低差模增益少模掺铒光纤放大器,利用泵浦差拍效应控制放大器的增益均衡,从而在获得较高增益的同时降低差模增益。

为实现上述发明目的,本发明一种低差模增益少模掺铒光纤放大器,其特征在于,包括:

一相干泵浦单元,包括泵浦激光器、分波器、模式转换器、相位控制器和泵浦模分复用器;

所述的泵浦激光器产生高功率的泵浦光信号,并输入至分波器,分波器将泵浦光信号分为多路泵浦光信号;模式转换器再将每路泵浦光信号转换到所需的泵浦模式上,再通过相位控制器改变同向传输的多路泵浦光信号的初位相,最后由泵浦模式复用器将不同初位相的多路泵浦光信号复用到一根光纤中,并作为相干泵浦单元的输出信号;

一信号模式复用器,将外接的不同模式光信号复用到一根光纤中,并输入至波分复用器;

一波分复用器,将相干泵浦单元输出的光信号和信号模式复用器输出的光信号复用成一路光信号,并通过第一光隔离器输入至少模掺铒光纤;

第一光隔离器,用于降低少模掺铒光纤传输中光纤反射对泵浦激光器以及光放大过程的影响;

一少模掺铒光纤,对输入光信号进行放大,提高输入光信号的增益,然后通过第二光隔离器输入至光滤波器;

第二光隔离器,用于降低后续光器件的反射对少模掺铒光纤放大过程的影响;

一光滤波器,对输入的光信号进行滤波,消除其它频带的噪声干扰,输出有效带宽内的光信号;

一信号模式解复用器,对滤波后的光信号进行解复用,得到不同模式下的光信号。

本发明的发明目的是这样实现的:

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