[发明专利]光纤传输线路中放大光的信号元件

说明书

本发明涉及一种光纤通信线路，它装有有源光纤光放大器，其放大器的反射低于预定值。

众所周知，具有掺杂纤芯(采用诸如稀土离子类的特殊物质进行掺杂)的光纤具有受激发射性能，适合用作民用电话光纤通信线路中的光纤放大器。

这种放大器可参见同案申请人的欧洲专利申请No90112920.5。

光纤放大器，也可称为有源光纤光放大器，它在把其间的光传输信号放大时，保持信号的光形式，而不需要将其经过接收或转换为另一形式(如电子形式)、然后把这种形式的信号放大、再转换为光形式这一过程；光纤放大器中的放大元件由具有指定长度的上述类型的光纤组成，串联于两段光纤线路之间，装有相应的馈给装置以馈给光泵激信号。

这种放大器用于通信线路具有特殊的优点：把它用作线路放大器，可获得高增益，而且可通过适当地选择有源光纤长度和/或掺杂成份使这种增益达到期望值；或者把它用作功率放大器，可获得高放大效率。

对放大器特另危险的是在光纤自身端点处产生的信号反射。

从日本专利52-155901和63-219186以及1988年元月7日出版的《电子通讯》卷24，第一期第36-38页上可知，在激光或半导体放大器中，放大器端点处的反射可引起不稳定和振荡。

在上述专利和文章中，一般都建议在半导体激光器上耦合一个光隔离器以消除这种反射。这种光隔离器防止由光纤线路与器件之间的耦合表面所反射的光传到激光器自身上去。

在有源光纤放大器中，光纤线路和放大器之间没有界面，因为光纤线路是直接焊在放大器的有源光纤上的。因此，一般不会出现反射现象。

但是我们发现，在有源光纤放大器中，如果没有任何限制向有源光纤反射的装置，光纤线路自身中直接信号与反射信号间的拍频所引起的干涉型噪声将全部传向有源光纤，因而不可能获得高放大增益。干涉噪声的出现对具有低增益和小体积的半导体放大器不太重要；而对能够达到很高增益和具有显著长度(几十米，大大长于信号生成激光器的相干长度)的有源光纤的光放大器来说，干涉噪声就显得特别重要了。

有源纤芯光纤放大器出现的这个问题要求我们保护有源光纤不受噪声干挠并且保持每种向有源光纤的反射低于临界值，使其在维持高放大增益值的同时，不损害传输质量。

上述欧洲专利申请No90112920.5建议在光纤光放大器中加进光隔离器，所述隔离器的反射值低于临界值。

本发明的目的在于提供一条包含有源光纤光放大器的光纤通信线路，这种放大器克服了所有由反射引起的缺陷。它可根据欧洲专利申请No90112920.5指出的更关键参数，为所期望的放大器增益选择最适宜的光隔离特性。

本发明的目的是一条不经过再生即可把光传输信号从线路的一端传到另一端的光纤通信线路。沿着这条线路至少有一个包含具有掺杂(荧光物质掺杂)纤芯线的有源光纤段的光纤放大器，其特征为所有与放大器的有源光纤相连接或属于每个光放大器的光纤都装有反射限制装置。这个装置的反射率(从面向有源光纤的端面看)比对应于光纤中传输波长的瑞利散射的反射率至少低10dB。

更好地，这个反射限制装置使得汇聚于有源光纤的光纤反射率与对应于光纤中传输波长的瑞利散射的反射率相等或比之低15dB。

根据一个特殊实例，更重要地，为了获得高放大增益，所有与放大器的有源光纤相连接或属于每个放大器的光纤都装有反射限制装置。从面向有源光纤的端面看，这个装置的反射率绝对值比期望放大增益至少高10dB。更好地，高15dB。

反射限制装置由位于放大器的有源光纤的入纤和出纤的偏振控制光隔离器组成。

这种光隔离器对传输信号的偏振不敏感。

与放大器的有源光纤相连的光纤(无光隔离器)镀有增透膜和/或对传输信号所经过表面进行斜切，所产生的反射率比对应于光纤中传输信号波长的瑞利散射的反射率低至少10dB，更好地，低至少15dB；或者反射率的绝对值比期望放大增益高至少10dB，更好地，高至少15dB。

本发明的另一目的是用于有源光纤类型的光纤通信线路的光放大器，它由一条具有荧光物质掺杂纤芯的有源光纤组成，其端点通过各自的耦合器把通信线路的光纤接到有源光纤上，至少还有一条光纤与光泵激信号源相连。光放大器的特征为，所有连于有源光纤的光纤都呈现出反射限制装置产生的反射率(从面向有源光纤的端面看)对应于光纤中传输波长瑞利散射的反射率低至少10dB，更好地，低至少15dB；或者，反射率的绝对值比期望放大增益高至少10dB，更好地，高至少15dB。