[发明专利]掺铒光纤放大器

说明书

【技术领域】

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种掺铒光纤放大器。

【背景技术】

掺铒光纤放大器(EDFA,Erbium-doped Optical Fiber Amplifier)是对信号光放大的一种有源光器件，已经成为光纤通信系统中的关键设备。EDFA能够有效补偿信号光在长距离传输和分波造成的衰减，极大的推动了光纤通信系统的发展。

现有的掺铒光纤放大器的基本光路结构如图1中所示。从输入端经过输入隔离器13隔离后的信号光与单模泵浦激光器19输出的泵浦光通过泵浦-信号合波器14注入掺铒光纤15，从而激发铒离子。通过受激辐射放大过程放大信号光。其中，单模泵浦激光器14为能量源，其波长通常为980nm波段(波长范围960nm～990nm)或1480nm波段(1470nm～1500nm)。

由于受激光器管芯功率密度和单模耦合效率的限制，单模泵浦激光器的功率水平很有限，目前商用功率最大的980nm和1480nm泵浦激光器分别为750mW和500mW。基于这类泵浦源的EDFA的最大输出功率也只有百毫瓦水平，而且价格非常高。因此，设计大功率的EDFA就显然非常重要。

随着FTTH(Fiber To The Home)的深入，尤其是三网合一的推进，系统商对大功率的EDFA需求也越来越迫切。

【发明内容】

有鉴于此，实有必要提供一种大功率的掺铒光纤放大器。

一种掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器包括放大光路和泵浦光源，所述泵浦光源输出泵浦光至所述放大光路进行放大，所述泵浦光源包括多模泵浦激光器及模式变换器，所述多模泵浦激光器的输出端与所述模式变换器的输入端相连将所述多模泵浦激光器发出的多模泵浦光转换为单模泵浦光。

在其中至少一个实施例中，所述放大光路为同向放大光路，所述放大光路包括输入隔离器、泵浦信号合波器、掺铒光纤和输出隔离器，所述泵浦信号合波器的泵浦端与所述泵浦光源的输出相连，所述泵浦信号合波器的信号端与所述输入隔离器的输出端相连，所述泵浦信号合波器的公共端与所述掺铒光纤的信号输入端相连，所述掺铒光纤的信号输出端与所述输出隔离器的输入端相连。

在其中至少一个实施例中，所述放大光路为反向放大光路，所述放大光路包括输入隔离器、掺铒光纤、泵浦信号合波器和输出隔离器，所述输入隔离器的输出端与所述掺铒光纤的输入端相连，所述泵浦信号合波器的泵浦端与所述泵浦光源的输出相连，所述泵浦信号合波器的信号端与所述掺铒光纤的输出端相连，所述泵浦信号合波器的公共端与所述输出隔离器的输入端相连。

在其中至少一个实施例中，所述泵浦光源包括第一泵浦光源和第二泵浦光源，所述放大光路为双向放大光路，所述放大光路包括输入隔离器、第一泵浦信号合波器、掺铒光纤、第二泵浦信号合波器和输出隔离器，所述第一泵浦光源包括第一多模泵浦激光器和第一模式变换器，所述第二泵浦光源包括第二多模泵浦激光器和第二模式变换器，所述第一多模泵浦激光器、第二多模泵浦激光器所发出的多模泵浦光分别经过所述第一模式变换器、第二模式变换器转换为第一单模泵浦光、第二单模泵浦光，所述第一单模泵浦光输入至所述第一泵浦信号合波器的泵浦端，所述第一泵浦信号合波器的公共端与所述掺铒光纤的信号输入端相连，所述第二单模泵浦光输出至所述第二泵浦信号合波器的泵浦端，所述第二泵浦信号合波器的公共端与所述掺铒光纤的信号输出端相连，所述第二泵浦信号合波器的信号端与所述输出隔离器的输入端相连。

在其中至少一个实施例中，所述掺铒光纤放大器包括N路所述放大光路，所述泵浦光源包括1xN耦合器，所述泵浦光源的所述模式变换器的输出端与所述1xN耦合器的输入相连将从所述模式变换器得到的单模泵浦光分为N份分别输出至N路所述放大光路。

在其中至少一个实施例中，所述1xN耦合器的泵浦光分光分为N份为均分或按预设的比例分配。

本发明的掺铒光纤放大器采用采用多模泵浦激光器输出经过模式变换器后转换为单模光，并通过泵浦信号合波器对掺铒光纤进行同向、反向或双向泵浦，实现利用多模泵浦激光器放大单模信号的目的。本发明的掺铒光纤放大器中采用多模泵浦激光器作为泵浦光源，多模泵浦激光器功率大，配合高效的模式变换器，可大幅提高EDFA的输出功率。此外，多模泵浦激光器的单位功率的体积远小于常规单模泵浦激光器，且驱动电路简单，可有精简EDFA和EDFA阵列的结构设计。

【附图说明】

图1为现有的掺铒光纤放大器的光路结构示意图。

图2为本发明的第一优选实施例的掺铒光纤放大器的光路结构示意图。