[发明专利]一种多输入多输出光纤放大器

说明书

本发明公开一种多输入多输出光纤放大器，由N条放大支路和驱动控制单元组成。每条放大支路均包括2个1×2光纤耦合器、3个光纤隔离器、4个波分复用器、2段掺铒光纤和1个光纤分路器。驱动控制单元包括2N个光电探测器、2N个对数转换芯片、模数转换器、微控制器、数模转换器、N个驱动芯片、N个泵浦激光器、N个1×2光开关和N×N光纤耦合器。本发明提供了一种狭小尺寸大规模(即多输入多输出)放大的解决方案，使得每条放大支路均具备主泵浦和备份泵浦两条支路，达到两路泵浦激光器互为备份的功能，且具有功耗低的特点。

技术领域

本发明涉及光纤放大器技术领域，具体涉及一种多输入多输出光纤放大器。

背景技术

多路输出(1×N)的光纤放大器以其散热方式简单、稳定性好和可靠性高等优点，应用在数字光纤通信系统、CATV系统和雷达系统中。多路输出的光纤放大器虽然能够实现对一路输入端口到多路输出端口的光路放大，但是在某些特定的应用场合，如应急便携式通信系统、光纤入户(FTTH)狭小的配线室、机载雷达系统等，常常需要使用到多输入多输出即具有多个输入端口和多个输出端口的光纤放大器。然而，由于现有多路输出(1×N)的光纤放大器一般都采用的是19英寸机箱，因此其光路设计并不会考虑到小型化的问题。此时，若简单地将多路输出的光纤放大器简单地组合在一起使用，会出现热量汇集，功耗上升，进而导致输出功率下降，甚至影响光纤放大器使用寿命等问题；另外简单组合的话，易造成效率低、不能充分利用泵浦激光器实现互为备份的目的；再者现在却没有小空间的多路输入多路输出的光纤放大器，以应用在通信系统中狭小空间的大规模应用。

发明内容

本发明提供一种多输入多输出光纤放大器，其能够在保证小型化的前提下，实现多输入到多输出光路的放大。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多输入多输出光纤放大器，包括光纤放大器本体，该光纤放大器本体由N条放大支路和驱动控制单元组成；其中N为正整数，且N≥2。每条放大支路均包括2个1×2光纤耦合器、3个光纤隔离器、4个波分复用器、2段掺铒光纤和1个光纤分路器；第一1×2光纤耦合器的合路端形成该条放大支路的输入端；第一1×2光纤耦合器的主分路端经由第一光纤隔离器连接第一波分复用器的信号端连接；第一波分复用器的合路端经由第一掺铒光纤连接第二波分复用器的合路端；第二波分复用器的信号端经由第二光纤隔离器连接第三波分复用器的信号端，第二波分复用器的泵浦端直接连接第三波分复用器的泵浦端；第三波分复用器的合路端经由第二掺铒光纤和第三光纤隔离器后连接第二1×2光纤耦合器的合路端；第二1×2光纤耦合器的主分路端连接光纤分路器的输入端；光纤分路器的2个以上的输出端形成该条放大支路的输出端；第一1×2光纤耦合器的次分路端形成该条放大支路的输入采样端，第二1×2光纤耦合器的次分路端形成该条放大支路的输出采样端；第一波分复用器的泵浦端形成该条放大支路的主用泵浦端。驱动控制单元包括2N个光电探测器、2N个对数转换芯片、模数转换器、微控制器、数模转换器、N个驱动芯片和N个泵浦激光器；对于每条放大支路：该条放大支路的输入采样端与一个光电探测器的输入端连接，该光电探测器的输出端经由一个对数转换芯片连接模数转换器的一个输入端；该条放大支路的输出采样端与另一个光电探测器的输入端连接，该光电探测器的输出端经由另一个对数转换芯片连接模数转换器的另一个输入端；模数转换器的输出端与微控制器的输入端相连；微控制器的输出端与数模转换器的输入端相连，数模转换器的输出端经由一个驱动芯片连接一个泵浦激光器的控制端，该泵浦激光器的输出端连接该条放大支路的主用泵浦端。所有放大支路的输入端形成光纤放大器本体的输入端，所有放大支路的输出端形成光纤放大器本体的输出端。

作为改进，驱动控制单元还进一步包括N个温控芯片；微控制器的输出端经由数模转换器与温控芯片的输入端连接，温控芯片的输出端与一个泵浦激光器内置半导体制冷器的电源端连接；其中N为正整数，且N≥2。

上述方案中，每条放大支路的光纤分路器为输出端的数量为2～16个。

作为改进，光纤放大器本体的输出端上接有一个MT连接器。