[发明专利]双光路偏振平衡测试掺铒光纤放大器附加噪声功率的方法

权利要求书

1.一种基于双光路偏振平衡的测试掺铒光纤放大器附加噪声功率的方法，其特征在于，利用被放大的信号光和自发辐射光在偏振特性上的差异，设计基于双光路偏振平衡的光路系统，在掺铒光纤放大器EDFA输出端依次接入一个偏振控制器和偏振分束器，通过调整偏振控制器，使经过偏振分束器后的两路光电流信号直流量相等，从而消除信号光及自发辐射拍频的直流成分；利用放大信号的强度噪声在两个偏振方向上具有相关性，通过平衡光路相减消除放大信号的强度噪声，从而对测得的光电流进行信号经过处理，得到完整的附加噪声；并进一步精确、完整地测得由EDFA引入的附加噪声对系统的影响程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的光路系统由光源S、第一偏振分束器PBS、第一滤波器FWDM、掺铒光纤放大器EDFA、第二滤波器FWDM、光衰减器VOA、偏振控制器PC、第二偏振分束器PBS以及两个光电探测器PD依次连接组成。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，信号光经掺铒光纤放大器EDFA放大后，被第二偏振分束器分为两个相互垂直的偏振分量，分别经两个光电探测器PD x和PDy探测转变为光电流，表示为：

其中，为输出信号的直流部分；为输出信号的交流成分，即放大信号的强度噪声；表示自发辐射形成光电流的直流部分；分别表示信号-自发辐射拍频噪声和自发辐射拍频噪声，两者构成EDFA引入的附加噪声；

调整偏振控制器，使进入两个探测器的直流量相同，即：

此时，通过信号处理将两路信号相减，(1)式中的直流量减后为零，第二项强度噪声在两个偏振分量上具有相关性，平衡光路中相减即消除此部分噪声；第三、五项为与自发辐射相关的噪声项，由于自发辐射相位随机，故x，y路信号不相关，有：

其中，σ²表示方差，所以有：

即得到完整的附加噪声功率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，再对两路信号相加：

σ²[i_x(t)+i_y(t)]＝σ²[Δi_s]+σ²[Δi_s-ase]+σ²[Δi_ase-ase] (6)

通过比较(5)、(6)式，得到附加噪声功率与输出信号光强度噪声功率之间的关系；又由于输出信号光强度噪声与EDFA增益成正比，有：

σ²[Δi_s]＝G²σ²[Δi_in] (7)

结合(5)、(6)和(7)式，即获得附加噪声功率与增益的比值，定义其为附加噪声因子:

附加噪声因子η反映EDFA对系统的综合影响水平。