一種基于環(huán)形波導腔的摻鉺波導放大器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種摻鉺波導放大器，特別涉及一種基于環(huán)形波導腔的摻鉺波導放大器。
【背景技術】
[0002]損耗間題是光纖傳輸?shù)囊淮笳系K，在遠距離光纖傳輸中，為了保證信號在傳輸中的質(zhì)量，一般在信噪比稍有下降時即進行傳輸損耗的補償，以提高信號電平，這就需要信號的中繼放大。在以長距離光纖通信系統(tǒng)中，通常在通信線路上建設大量的電中繼站，對信號進行接收、轉換再放大，來減少信號的衰減與色散。隨著大信息時代的來臨，傳統(tǒng)的電中繼由于其數(shù)據(jù)處理的電子瓶頸，已經(jīng)不能適應人們對于高速率通信的需求。1985年英國南安普頓大學首先研制成功摻鉺光纖放大器(EDFA)，并從20世紀80年代后期開始，摻鉺光纖放大器的研究工作不斷取得重大的突破。這對于通信領域來說，具有跨時代的意義。由于EDFA直接對光信號進行放大，且具有高增益、低噪聲、長帶寬、結構簡單、不受偏振態(tài)影響等優(yōu)點，一經(jīng)推出就迅速得到廣泛的使用。
[0003]然而，在高輻射工作環(huán)境下，EDFA各個組件要面臨強烈的空間輻射，組件的性能受到的影響不可忽視?，F(xiàn)有研究H)FA抗輻射特性的文獻并不少，于抗輻射EDFA的研究也更多依靠實驗對材質(zhì)進行改變，缺乏理論研究。1989年R.H.West and A.P.Lenham.提出給摻鉺光纖持續(xù)注入光以降低其輻射損耗的概念，但實施過程中光功率浪費嚴重，沒有給出符合實際系統(tǒng)的高效率的高抗輻射H)FA。
[0004]1969年Marcatili提出環(huán)形波導諧振腔的概念，環(huán)形器是一種使電磁波單向環(huán)形傳輸?shù)钠骷?，在近代雷達和微波多路通信系統(tǒng)中都要用單方向環(huán)行特性的器件。光纖環(huán)形器廣泛應用于多種領域，已成為微波通訊、雷達、電子對抗等微波整機設備中的重要器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于環(huán)形波導腔的具有高抗輻射特性的摻鉺波導放大器結構，通過環(huán)形腔結構為摻珥波導放大器提供抗輻射光，實現(xiàn)了摻鉺波導放大器的穩(wěn)定輸出，能夠明顯地提高摻鉺波導放大器的抗輻射能力，減少摻鉺波導放大器增益由于受到輻射而引起的衰減，保持恒定功率輸出并有效提高抗輻射光的利用效率，降低該抗輻射系統(tǒng)的總功耗。本發(fā)明在晶體上集成光波導器件，利用循環(huán)光持續(xù)給摻鉺波導放大器通光，以提高其抗輻射能力。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
本發(fā)明提供一種基于環(huán)形波導腔的摻鉺波導放大器，包括輸入模塊、栗浦發(fā)射模塊、抗輻射光模塊、晶體集成模塊、檢測電路、微型計算機，晶體集成模塊包括波導耦合器、波導環(huán)形腔、摻鉺波導條、波導濾波器，其中，輸入模塊，用于接收激光信號并傳輸至波導耦合器；栗浦發(fā)射模塊，用于輸出栗浦光至波導親合器；抗福射光模塊，用于輸出抗福射光，該抗輻射光經(jīng)波導環(huán)形腔傳輸至波導耦合器；波導環(huán)形腔為環(huán)形光波導，用于抗輻射光的循環(huán)利用；
波導濾波器，用于濾除光信號中的抗輻射光；檢測電路，用于檢測波導環(huán)形腔中抗輻射光的功率；微型計算機，用于根據(jù)檢測電路的檢測結果控制抗輻射光模塊的輸出功率；激光信號、栗浦光和抗輻射光經(jīng)波導耦合器耦合后傳輸至摻鉺波導條，摻鉺波導條輸出的光信號分為兩路，一路傳輸至波導濾波器進行濾波，波導濾波器的輸出即為原激光信號的放大光；另一路傳輸回波導環(huán)形腔后再次分為兩路，一路傳輸至檢測電路，另一路在波導環(huán)形腔內(nèi)循環(huán)一周后再次被耦合進摻鉺波導條；檢測電路將檢測結果傳輸至微型計算機，微型計算機根據(jù)檢測結果控制抗輻射光模塊的輸出功率。
[0007]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，抗輻射光的波長與激光信號、栗浦光的波長均不相同。
[0008]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，波導耦合器、波導環(huán)形腔、摻鉺波導條、波導濾波器均集成在晶體芯片上。
[0009]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，栗浦發(fā)射模塊為栗浦激光器，抗輻射光模塊為抗福射激光器。
[0010]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，栗浦光的波長為980納米。
[0011]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，抗輻射光的波長為1350納米。
[0012]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，摻鉺波導條輸出的光信號按1:1分為兩路。
[0013]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，檢測電路為光探測器。
[0014]作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，波導環(huán)形腔為環(huán)形光波導。
[0015]本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:
(1)本發(fā)明從摻鉺波導的特性出發(fā)，持續(xù)對摻鉺波導條通除激光信號和栗浦光以外的第三路光，能夠明顯地提高摻鉺波導放大器的抗輻射能力，減少其增益由于受到輻射而引起的衰減；
(2)本發(fā)明利用波導環(huán)形腔，結構簡單，可以實現(xiàn)抗輻射光的循環(huán)利用，替代了以往持續(xù)通光造成需要消耗較多光能和光利用率低的特點，硬件裝置的設計與制作過程都不復雜，便于大批量的制作與投入空間通信領域的使用；
(3)本發(fā)明的摻鉺波導放大器(EDWA)性能的改善，對于光通信來說，其誤碼率將會有顯著的降低，而且此配置調(diào)整模塊既可做成光波導結構，用于集成光學，也可做成光纖結構，易于設計且可控性強。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的結構框圖。
[0017]圖2是晶體集成模塊的示意圖。
[0018]其中，1-激光信號輸入端，2-栗浦光輸入端，3-抗福射光輸入端，4-波導親合器，5-5%輸出端，6-摻鉺波導條，7-波導環(huán)形腔，8-50%輸出端，9-50%輸出端，10-晶體芯片，11-波導濾波器，12-輸出端。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細說明: 本發(fā)明利用晶體的光學特性，采用集成光學平面工藝，在晶體芯片上制作光學回路和光學器件，不僅可以實現(xiàn)要求的全部光學功能，運用于外太空抗輻射的條件下，而且能以低的成本，可靠、重復地生產(chǎn)大量高性能的摻鉺波導放大器。本發(fā)明還利用波導環(huán)形腔的結構特點，利用環(huán)形腔的結構特點，不僅可以提高摻鉺波導放大器的抗輻射能力，而且能夠提高抗輻射光的利用效率，降低抗輻射系統(tǒng)整體功耗，因而具有高抗輻射特性的摻鉺波導放大器結構與環(huán)形腔的利用密不可分。
[0020]本發(fā)明在研究摻鉺波導放大器抗輻射性能的基礎上，構建了一個能夠循環(huán)利用光進行抗輻射的摻鉺波導放大器結構。本發(fā)明一種基于環(huán)形波導腔的摻鉺波導放大器，如圖1所示，包括輸入模塊、栗浦發(fā)射模塊、抗輻射光模塊、晶體集成模塊、檢測電路、微型計算機，晶體集成模塊包括波導耦合器、波導環(huán)形腔、摻鉺波導條、波導濾波器。
[0021]輸入模塊，用于接收激光信號并傳輸至波導耦合器；栗浦發(fā)射模塊，用于輸出栗浦光至波導耦合器；抗輻射光模塊，用于輸出抗輻射光至波導環(huán)形腔；波導環(huán)形腔為環(huán)形光波導，用于抗輻射光的循環(huán)利用；波導濾波器，用于濾除光信號中的抗輻射光；檢