[实用新型]全光纤结构的大功率L波段掺铒光纤放大器

说明书

技术领域

本实用新型属于大功率光纤放大器制造技术领域，特别涉及一种全光纤结构的大功率L波段掺铒光纤放大器。本实用新型可以应用于海底光纤通信，大范围、密集分布传感点的光传感等诸多领域。

背景技术

掺铒光纤放大器(EDFA)是光纤通信系统中的关键器件，随着C波段(1520～1565nm)光源的研究趋于成熟并市场化，为满足光通信对带宽的要求，扩展L波段光源及相关器件的研究便显得越来越迫切。在分布式光纤光栅传感中，为了满足大范围、密集分布传感点的应用，解决测程范围与分布点数之间的矛盾关系，则需要高功率、宽带宽的光源。

传统的L波段EDFA由于工作在铒光纤增益谱的尾部，其存在输出功率低、增益低、工作转换效率低、噪声大等缺点。因此，分析和设计符合高密度波分多路复用技术和海底光纤通信发展要求的具有大输出功率和高增益的L波段EDFA是十分有意义的。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种全光纤结构的大功率L波段掺铒光纤放大器。

本实用新型解决其大功率技术问题所采用的技术方案包括如下内容：

全光纤结构的大功率L波段掺铒光纤放大器，包括前端光隔离器、前端光耦合器、前端环形器、980nm单模激光泵浦源、单模泵浦合束器、单模掺铒光纤、前端法拉第旋转镜、中端光耦合器、中端光隔离器、后端环形器、980多模激光泵浦源、多模/双包层泵浦合束器、双包层掺铒光纤、后端法拉第旋转镜、后端光耦合器和后端光隔离器；

激光器输入端与前端光隔离器输入端口相连，前端光隔离器输出端口与前端光耦合器的输入端口相连，前端光耦合器的一个输出端口与前端环行器的第一端口相连，前端光耦合器的另一输出端口悬空可用来测试光路的光谱情况，前端环行器的第二端口与单模泵浦合束器的信号输入端口相连，单模泵浦合束器的泵浦输入端口与980nm单模激光泵浦源相连，单模泵浦合束器的输出端口与单模掺铒光纤的一端相连，单模掺铒光纤的另一端与前端法拉第旋转镜相连。前端环行器的第三端口与中端光耦合器的输入端口相连，中端光耦合器的第一输出端口与中端光隔离器9的输入端口相连，中端光耦合器的另一输出端口悬空可用来测试光路的光谱情况，中端光隔离器的输出端口与后端环行器的第一端口相连，后端环行器的第二端口与多模/双包层泵浦合束器的信号输入端口相连，多模/双包层泵浦合束器的泵浦的两个输入端口分别与两个980多模激光泵浦源相连，多模/双包层泵浦合束器的输出端口与双包层掺铒光纤的一端相连，双包层掺铒光纤的另一端与后端法拉第旋转镜相连，后端环行器的第三端口与后端光耦合器的输入端口相连接，后端光耦合器的输出端口与后端光隔离器的输入端相连，后端光耦合器的另一输出端口悬空可用来测试光路的光谱情况，后端光隔离器的输出端口为信号输出端口。

上述连接结构均采用光纤熔接。

前端光耦合器的第一输出口为99％输出端，第二输出口为1％输出口；第二输出口是光路检测口，分光比可以根据实际需求有所改变。

中端光耦合器的第一输出口为99％输出端，第二输出口为1％输出口。第二输出口是光路检测口，分光比可以根据实际需求有所改变。

后端光耦合器的第一输出口为99％输出端，第二输出口为1％输出口。第二输出口w是光路检测口，分光比可以根据实际需求有所改变。

前端法拉第旋转镜和后端法拉第旋转镜起反射光路的作用，使光路中的经过掺铒光纤的光程足够长，使C波段的增益尽可能多的转化为L波段增益，且能够用环形器、耦合器、光纤端面镜或光栅的形式代替前端法拉第旋转镜和后端法拉第旋转镜

单模泵浦合束器是把单模激光泵浦和信号光进行合束，可根据泵浦选择情况决定915nm或980nm的泵浦端的工作波长。

多模/双包层泵浦合束器是把多模激光泵浦和信号光进行合束，可根据泵浦选择情况决定915nm或980nm的两个泵浦端口的工作波长。

980nm单模激光泵浦用于对掺铒光纤波长转换进行能量补充，能够用915nm的单模激光泵浦源代替；

980nm多模激光泵浦源用于对掺铒双包层光纤波长转换进行能量补充，能够用915nm的多模激光泵浦源替代，当泵浦光大于10W的时候，在980nm多模激光泵浦源和多模/双包层泵浦合束器的两个泵浦端口之间设置大功率的980nm光隔离器。

L波段输出功率大于2W，工作带宽为1570nm～1620nm，比普通的L波段放大器多10nm，增益平均大于23dB，比普通的L波段放大器大3dB。

本实用新型工作流程如下：