[发明专利]拉曼光纤放大器ASE功率校准方法

说明书

本发明提供一种拉曼光纤放大器ASE功率校准方法，包括：确定合适的输入光功率，在该输入光功率条件下，ASE功率在输出总功率中所占的比例很小，能够忽略，即输出信号功率能够认为等于输出总功率；打开泵浦功率并调节，使得输出总功率满足目标增益要求；关闭输入光功率，保持泵浦功率不变，此时RFA输出端测得的功率即为该增益下的ASE实际功率。本发明校准所需要的设备少；输入光功率确认方法简单；输入光功率确认后，校准方法极为简单。

技术领域

本发明涉及拉曼光纤放大器(RFA：Raman Fiber Amplifier)，尤其是一种拉曼光纤放大器的ASE功率校准方法。

背景技术

RFA是基于受激拉曼散射机制设计的，其噪声指数低,目前广泛应用于长距传输系统中。

对于某一泵浦波长及信号波长，RFA的小信号开关增益可由公式(1)表示：

其中，g(v)_R为传输光纤的拉曼增益系数；A_eff为传输光纤的有效面积；P_p为入纤泵浦功率；K为偏振因子；L_eff为传输光纤有效长度，定义为L_eff＝1-exp(-α_pL)/α_p；α_p为泵浦光在光纤中的衰减系数；L为光纤长度；小信号是指信号功率小到不会影响泵浦功率在光纤中的分布。

通过公式(1)可知，当RFA工作在小信号线性放大区时，对于单波长信号来说，当信号波长及泵浦波长固定时，只要保持入纤泵浦功率P_p恒定即可实现恒增益控制。对于多波长信号时，当信号波长不变时，只要保持入纤泵浦功率P_p恒定即可认为平均增益固定。

RFA在放大信号的同时，会产生自发辐射功率ASE(Amplified SpontaneousEmission)，ASE会叠加到输出信号中，输出探测器无法区分ASE功率和信号功率，即探测器只能检测到总功率。当RFA增益保持不变时，其产生的ASE功率基本保持不变，因此随着输入光功率的减小，在输出总功率中ASE所占的比例会逐渐增加。RFA增益是按照输出检测器检测到功率值进行控制的，如果不进行ASE补偿，当输入信号功率较小时，增益控制就会有很大的误差。RFA一般使用的输入光功率都较小，ASE所占比例较大，故需要对ASE功率进行校准。

RFA的ASE的常规校准一般借助于光谱分析仪、功率计及窄带滤波器。

1.利用光谱分析仪(OSA：Optical spectrum analyzer)和功率计实现ASE功率校准。使用OSA扫描出信号增益和输出信号功率，利用功率得到输出总功率。

2.利用窄带滤波器实现ASE功率校准。由于窄带滤波器的波长带宽很小，比如0.4nm。归一掉窄带滤波器的本底损耗后，窄带滤波器前后的功率可分别认为是输出总功率和输出信号功率。

上述中的各个功率值的单位为mw时，输出总功率和输出信号功率的差值即为ASE功率(mw单位)。其中方法1和方法2分别要借助OSA设备和功率计、窄带滤波器和功率计。无论哪种方法，当输入光功率较小时，测试误差较大，很难校准出准确的ASE功率值。特别是ASE功率较小时，此时的测试误差可能远大于ASE功率值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种拉曼光纤放大器ASE功率校准方法，能够简单方便地校准RFA的ASE功率，本发明采用的技术方案是：

一种拉曼光纤放大器ASE功率校准方法，包括：

确定合适的输入光功率，在该输入光功率条件下，ASE功率在输出总功率中所占的比例很小，能够忽略，即输出信号功率能够认为等于输出总功率；

打开泵浦功率并调节，使得输出总功率满足目标增益要求；