一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，多个光发射机通过多根第一光纤与波分复用器相连，第一泵浦激光器通过第二光纤与波分复用器相连，波分复用器通过第一段第三光纤与光隔离器相连，光隔离器通过第四光纤连接光纤光栅，光纤光栅经过第五光纤与合波器相连，第二泵浦激光器通过第二段第二光纤与所述合波器相连，合波器通过第二段第三光纤与波分解复用器相连，波分解复用器通过多根第六光纤与多个光接收机相连，第二泵浦激光器经过波分解复用器输出。本实用新型专利技术是以光子晶体光纤作为增益介质，采用光纤级联的方式实现了一个高增益、低平坦度的拉曼光纤放大器，其结构简单，需要泵浦个数少，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器
本技术涉及光通信
，具体涉及一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器。
技术介绍
光信号在光纤中传输时，由于受到光纤损耗、色散等作用，光脉冲幅度会下降，波形会失真。所以当传输距离很大时，就需要在传输线路上加中继器，将衰减的光信号放大，达到远距离传输的目的。在放大器诞生之前，信号是通过光-电-光中继再生来完成长距离传输的，大量的电中继器不仅增加了网络的成本，还带来可靠性差，维护困难等问题。随着信息技术的快速发展，光放大器的出现能够让系统从这种尴尬的局面中解脱出来，通过提高信号发射功率和补偿传输中的功率损失而延长无电中继的传输距离，从而大大简化了系统结构，降低了成本；另外光放大器能够同时透明放大多路高速WDM信号，实现宽带、大容量的信号传输。光放大器不仅是全光网络中的一个关键器件，同时也是密集波分复用系统的重要组成部分，因此其受到人们的广泛关注。在现有光纤放大器中，掺铒光纤放大器(EDFA)可以实现多路波分复用信号的同时放大，但是其放大带宽较窄，仅为C波段，并且其噪声指数高，输出增益较低，增益平坦度较差，不能满足于当代超高速度、超长距离、超大容量光纤通信系统的要求。而基于光子晶体光纤的拉曼放大器，其放大带宽较宽，只要合适的选择泵浦波长，就能实现任意波段的放大，并且其输出信号增益高，增益平坦度小，响应时间快，饱和输出功率大且噪声指数低，这对密集波分复用系统扩容升级，降低成本和增加业务等具有十分重要的技术经济价值。设计拉曼光纤放大器需要考虑的一个重要因素就是其增益平坦度，增益平坦度对于接收输出的光信号影响很大，如果在输出端得到的信号光增益不一致，不但会限制信号光的信噪比，而且还会导致WDM系统在输出端引起串扰，所以良好的增益平坦度是放大器设计中必须考虑的。目前，实现拉曼放大器增益平坦最普遍的方法是利用多个泵浦源，此种设计方法大大的增加了系统的成本。而光纤级联的方法能够较好的平坦拉曼增益谱，因此，设计出来的拉曼光纤放大器不仅结构简单，而且成本较低。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，实现了多路信号的增益平坦输出，增益值高，增益带宽宽，响应速度快，噪声指数低且易于耦合，结构简单，设计合理，实用性强。为实现上述目的，本技术公开了如下技术方案：一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，连接于发射机与接收机之间，包括第一泵浦激光器、波分复用器、光隔离器、光纤光栅、第二泵浦激光器、合波器、波分解复用器、分别设置的多个光发射机和光接收机，多个光发射机的输出端对应通过多根第一光纤与波分复用器输入端相连，第一泵浦激光器通过第二光纤与波分复用器的输入端相连，波分复用器的输出端通过第一段第三光纤与光隔离器的输入端相连，光隔离器通过第四光纤连接用于对第一泵浦激光器产生连续激光进行反射的光纤光栅，第一泵浦激光器产生连续激光经过光纤光栅反射后反向传输，再经过光隔离器滤除，光纤光栅的输出端经过第五光纤与合波器的输入端相连，第二泵浦激光器通过第二段第二光纤与所述合波器输入端相连，合波器的输出端通过第二段第三光纤与波分解复用器相连，波分解复用器的输出端通过多根第六光纤与多个光接收机相连，第二泵浦激光器经过波分解复用器输出。进一步的，多个光发射机的中心波长各不相同且多个光发射机中任意一个中心波长λi均大于第一泵浦激光器的中心波长λ1p和所述第二泵浦激光器的中心波长λ2p。进一步的，多个光发射机中任意一个的中心波长λi与所述第一泵浦激光器的中心波长λ1p满足频移公式式中，Δν为频移量且其取值范围为[8,12.6]THz，i为信道数且i的取值为1～N，N为信号光总数且为整数。进一步的，多个光发射机中任意一个的中心波长λi与所述第二泵浦激光器的中心波长λ2p满足频移公式式中，Δν为频移量且其取值范围为[14,16]THz，i为信道数且i的取值为1～N，N为信号光总数且为整数。本技术公开的一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，具有以下有益效果：本技术是以光子晶体光纤作为增益介质，采用光纤级联的方式实现了一个高增益、低平坦度的拉曼光纤放大器，其结构简单，需要泵浦个数少，成本较低。附图说明图1是本技术的原理框图；图2是本技术的第三光纤的拉曼增益谱图；图3是本技术的信号光功率随光纤长度的变化规律图；图4是本技术的光纤拉曼放大器最终输出增益图。附图标记：1—光发射机；2—第一泵浦激光器；3—波分复用器；4—光隔离器；5—光纤光栅；6—第一光纤；7—第二光纤；8—第一段第三光纤；9—第四光纤；10—第五光纤；11—第二泵浦激光器；12—合波器；13—波分解复用器；14—光接收机；15—第二段第二光纤；16—第二段第三光纤；17—第六光纤。具体实施方式下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的核心是提供一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，实现了多路信号的增益平坦输出，增益值高，增益带宽宽，响应速度快，噪声指数低且易于耦合，结构简单，设计合理，实用性强。请参见图1。一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，连接于发射机与接收机之间，包括第一泵浦激光器2、波分复用器3、光隔离器4、光纤光栅5、第二泵浦激光器11、合波器12、波分解复用器13、分别设置的多个光发射机1和光接收机14，多个光发射机1的输出端对应通过多根第一光纤6与波分复用器3输入端相连，第一泵浦激光器2通过第二光纤7与波分复用器3的输入端相连，波分复用器3的输出端通过第一段第三光纤8与光隔离器4的输入端相连，光隔离器4通过第四光纤9连接用于对第一泵浦激光器2产生连续激光进行反射的光纤光栅5，第一泵浦激光器2产生连续激光经过光纤光栅5反射后反向传输，再经过光隔离器4滤除，光纤光栅5的输出端经过第五光纤10与合波器12的输入端相连，第二泵浦激光器11通过第二段第二光纤15与所述合波器12输入端相连，合波器12的输出端通过第二段第三光纤16与波分解复用器13相连，波分解复用器13的输出端通过多根第六光纤17与多个光接收机14相连，第二泵浦激光器11经过波分解复用器13输出。作为具体实施例，多个光发射机1的中心波长各不相同且多个光发射机中任意一个中心波长λi均大于第一泵浦激光器2的中心波长λ1p和所述第二泵浦激光器11的中心波长λ2p。作为具体实施例，多个光发射机1中任意一个的中心波长λi与所述第一泵浦激光器2的中心波长λ1p满足频移公式式中，Δν为频移量且其取值范围为[8,12.6]THz，i为信道数且i的取值为1～N，N为信号光总数且为整数。作为具体实施例，多个光发射机1中任意一个的中心波长λi与所述第二泵浦激光器11的中心波长λ2p满足频移公式式中，Δν为频移量且其取值范围为[14,16]THz，i为信道数且i的取值为1～N，N为信号光总数且为整数。采用本技术进行全光放大的方法，包括以下步骤：步骤一：本实例中选择中心波长为λp1＝1450nm，功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，其特征在于，连接于发射机与接收机之间，包括第一泵浦激光器、波分复用器、光隔离器、光纤光栅、第二泵浦激光器、合波器、波分解复用器、分别设置的多个光发射机和光接收机，多个光发射机的输出端对应通过多根第一光纤与波分复用器输入端相连，第一泵浦激光器通过第二光纤与波分复用器的输入端相连，波分复用器的输出端通过第一段第三光纤与光隔离器的输入端相连，光隔离器通过第四光纤连接用于对第一泵浦激光器产生连续激光进行反射的光纤光栅，第一泵浦激光器产生连续激光经过光纤光栅反射后反向传输，再经过光隔离器滤除，光纤光栅的输出端经过第五光纤与合波器的输入端相连，第二泵浦激光器通过第二段第二光纤与所述合波器输入端相连，合波器的输出端通过第二段第三光纤与波分解复用器相连，波分解复用器的输出端通过多根第六光纤与多个光接收机相连，第二泵浦激光器经过波分解复用器输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，其特征在于，连接于发射机与接收机之间，包括第一泵浦激光器、波分复用器、光隔离器、光纤光栅、第二泵浦激光器、合波器、波分解复用器、分别设置的多个光发射机和光接收机，多个光发射机的输出端对应通过多根第一光纤与波分复用器输入端相连，第一泵浦激光器通过第二光纤与波分复用器的输入端相连，波分复用器的输出端通过第一段第三光纤与光隔离器的输入端相连，光隔离器通过第四光纤连接用于对第一泵浦激光器产生连续激光进行反射的光纤光栅，第一泵浦激光器产生连续激光经过光纤光栅反射后反向传输，再经过光隔离器滤除，光纤光栅的输出端经过第五光纤与合波器的输入端相连，第二泵浦激光器通过第二段第二光纤与所述合波器输入端相连，合波器的输出端通过第二段第三光纤与波分解复用器相连，波分解复用器的输出端通过多根第六光纤与多个光接收机相连，第二泵浦激光器经过波分解复用器输出。2.根据权利要求1所述的一种基于光子晶体光纤级联的拉曼放大器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩稼民，郭翠，沈一楠，刘建花，周雪艳，王智龙，蒋亮，蔡庆，丁哲，薛孟乐，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61