專利名稱：多稀土摻雜超寬帶光纖放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多稀土摻雜超寬帶光纖放大器，是一種鉺鐠離子共摻光纖和摻銩光纖結(jié)合使用的超寬帶光纖放大器，適用于光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。
然而，目前發(fā)明的光纖放大器的最大平坦帶寬只有120nm，其帶寬還不到全波光纖可利用帶寬的三分之一。因此，研究帶寬更寬的超寬帶光纖放大器成為近期密集波分復(fù)用技術(shù)的研究主題。
為了實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案中，將鐠離子和鉺離子共同摻雜的光纖和摻銩光纖結(jié)合使用，設(shè)計的超寬帶光纖放大器采用了兩段并行放置的稀土摻雜光纖、四個泵浦激光二極管、一對波帶復(fù)用器和解復(fù)用器、增益平坦濾波器以及一對輸入輸出隔離器。第一段摻雜光纖是鉺離子和鐠離子共同摻雜的玻璃光纖，用半導(dǎo)體激光器(如波長為980nm，1480nm的半導(dǎo)體激光器)泵浦，用于放大1310nm、1550nm和1620nm窗口的WDM光信號；第二段是摻銩的玻璃光纖，用半導(dǎo)體激光器(如波長為1420nm和1540nm的半導(dǎo)體激光器)泵浦，用于放大1400nm窗口的WDM光信號。波帶解復(fù)用器用于將1280-1620nm的輸入信號解復(fù)用成三個波帶1280-1400nm，1400-1520nm，1520-1620nm，其中1280-1400nm和1520-1620nm兩個波帶經(jīng)過第一段摻雜光纖并得到放大，1400-1520nm經(jīng)過第二段摻雜光纖并得到放大。經(jīng)過放大的三個波帶的光信號經(jīng)波帶復(fù)用器耦合輸出。增益平坦濾波器位于放大器的輸出端，用于平坦從波帶復(fù)用器輸出的增益譜，輸入輸出端有一對隔離器，用于隔離從放大器內(nèi)部和外部產(chǎn)生的反射光。
本發(fā)明結(jié)合使用鉺鐠離子共摻光纖和摻銩光纖，設(shè)計出可實現(xiàn)340nm帶寬的超寬帶光纖放大器。該放大器的發(fā)明，使全波光纖的低損耗窗口可以得到有效利用。


圖1中，ISO為隔離器，WBMU為波帶復(fù)用器，WBDEMU為波帶解復(fù)用器，PEDF為鉺鐠共摻光纖，TDF為摻銩光纖，LD為半導(dǎo)體激光器，GFF為增益平坦濾波器。
圖2為超寬帶光纖放大器輸出端經(jīng)過增益平坦濾波器的增益譜。
在本實施例中，超寬帶光纖放大器包括兩段采用分帶結(jié)構(gòu)的鉺鐠共摻光纖PEDF和摻銩光纖TDF、四個半導(dǎo)體激光器LD、一對波帶復(fù)用器和解復(fù)用器WBMU/WBDEMU、增益平坦濾波器GFF以及一對輸入輸出隔離器ISO。第一段鉺鐠共摻光纖PEDF是鉺離子和鐠離子共同摻雜的玻璃光纖，長度為20米，用波長為980nm和1480nm的兩個半導(dǎo)體激光器LD雙向泵浦；第二段摻銩光纖TDF是摻銩的玻璃光纖，長度為15米，用1400nm和1540nm的兩個半導(dǎo)體激光器LD雙向泵浦。鉺鐠共摻光纖PEDF和摻銩光纖TDF平行設(shè)置。波帶解復(fù)用器用于將1280-1620nm的輸入信號解復(fù)用成三個波帶1280-1400nm，1400-1520nm，1520-1620nm，其中1280-1400nm和1520-1620nm兩個波帶經(jīng)過第一段鉺鐠共摻光纖PEDF并得到放大，1400-1520nm經(jīng)過第二段摻銩光纖TDF并得到放大，經(jīng)過放大的三個波帶的光信號經(jīng)波帶復(fù)用器耦合輸出。一個增益平坦濾波器GFF位于放大器的輸出端，用于平坦從波帶復(fù)用器輸出的增益譜，并濾除1280-1620nm范圍以外的噪聲。輸入輸出端分別設(shè)置隔離器ISO，用于隔離從放大器內(nèi)部和外部產(chǎn)生的反射光。
輸入信道數(shù)目是35，信道波長范圍從1280到1620nm，信道間距為10nm，每信道的輸入功率為-20dBm。WBMU/WBDEMU插入損耗為1.0dB，增益平坦濾波器GFF的插入損耗為0.5dB，輸入輸出隔離器ISO插入損耗分別為0.5dB。
根據(jù)Michael J.Digonnet的理論(IEEE Journal of Quantum electronics，Vol.26，No.10，Octomber，1990，P1788-1796，“closed-form expression for the gainin the three and four-level laser fibers”)中的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過數(shù)值計算得到當(dāng)鉺鐠共摻光纖PEDF和摻銩光纖TDF的泵浦功率均為400mW，經(jīng)過波帶復(fù)用器和增益平坦濾波器后的輸出增益譜如圖2所示，其平坦帶寬為340nm(1280-1620nm)，增益為22dB；平坦度在2dB以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多稀土摻雜超寬帶光纖放大器，其特征在于包括兩段并行設(shè)置的采用分帶結(jié)構(gòu)的鉺鐠共摻光纖(PEDF)和摻銩光纖(TDF)，鉺鐠共摻光纖(PEDF)用波長為980nm和1480nm的半導(dǎo)體激光器(LD)泵浦，摻銩光纖(TDF)用1400nm和1550nm的半導(dǎo)體激光器(LD)泵浦，波帶解復(fù)用器(WBDEMU)將1280-1620nm的輸入信號解復(fù)用成三個波帶，其中1280-1400nm和1520-1620nm兩個波帶經(jīng)過鉺鐠共摻光纖(PEDF)并放大，1400-1520nm經(jīng)過摻銩光纖(TDF)并放大，經(jīng)過放大的三個波帶的光信號經(jīng)波帶復(fù)用器(WBMU)耦合輸出，增益平坦濾波器(GFF)位于輸出端，輸入輸出端分別設(shè)置隔離器(ISO)。
全文摘要
一種多稀土摻雜超寬帶光纖放大器，適用于光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。兩段采用分帶結(jié)構(gòu)的鉺鐠共摻光纖和摻銩光纖并行設(shè)置，并分別用不同波長的半導(dǎo)體激光器泵浦，波帶解復(fù)用器將輸入信號解復(fù)用成三個波帶，其中1280－1400nm和1520－1620nm兩個波帶經(jīng)過鉺鐠共摻光纖，1400－1520nm經(jīng)過摻銩光纖，經(jīng)過放大的三個波帶的光信號經(jīng)波帶復(fù)用器耦合輸出，增益平坦濾波器位于輸出端，用于平坦從波帶復(fù)用器輸出的增益譜，輸入輸出端分別設(shè)置隔離器，用于隔離從放大器內(nèi)部和外部產(chǎn)生的反射光。本發(fā)明的放大器實現(xiàn)340nm帶寬，使全波光纖的低損耗窗口可以得到有效利用。
文檔編號G02F1/39GK1399167SQ0213667
公開日2003年2月26日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者姜淳, 曾慶濟(jì), 胡衛(wèi)生 申請人:上海交通大學(xué)