一种高性能的保偏EDFA光路制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能的保偏EDFA光路，为单级泵浦放大系统，其输出尾纤绕制呈圆环状。本发明专利技术提供的一种高性能的保偏EDFA光路，采用一级放大结构，通过将光纤缠绕成圆盘状，保持信号光的偏振态，实现高消光比的信号输出，从而减少了光器件个数，光路结构简单，节省了光路的成本，缩减了光路的尺寸。缩减了光路的尺寸。缩减了光路的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能的保偏EDFA光路


[0001]本专利技术属于光纤传感领域，更具体地，涉及一种高性能的保偏EDFA光路。

技术介绍

[0002]掺铒光纤放大器(EDFA)以掺铒石英光纤作为增益介质，利用铒对应于光纤通信第三窗口的发光，实现信号光的功率放大。EDFA具有低噪声、工作带宽宽、饱和输出功率高、低噪声等优点，与密集波分复用技术相结合，大大推进了光纤通信向大容量、高速率、长距离的方向发展。
[0003]当前正在加速推进的超高速、低延时的5G建设，让激光雷达领域蓬勃发展。在气象测速等应用中，通常采用相干多普勒技术，实现测量距离长达上百公里的复杂勘测。在相干多普勒测速中，利用保偏光纤偏振态的外界环境不敏感的特性，可以实现较好地避免周围环境的影响，使测试系统具有较高的精度及灵敏度。考虑到大气衰减因素，通常由光源发出的光会经过保偏放大器进行功率的放大，然后通过调制系统进入自由空间传输。由于1550nm是人眼安全波长，因此保偏EDFA是相干多普勒应用中的重要放大器。
[0004]然而现有的保偏EDFA存在以下技术问题：要实现高功率的输出信号光放大，需要采用多级放大系统，光路结构相对复杂、光器件个数多。同时，多个光器件的引入，会对保偏系统的消光比产生影响，降低光纤在外界环境干扰下对于传输信号光振特性的保持能力。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种高性能的保偏EDFA光路，其目的在于解决实现高功率的信号光放大和高消光比的信号光输出，所需光路结构复杂、光器件个数多的技术问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种保偏EDFA光路，其为单级泵浦放大系统，其输出尾纤绕制呈圆环状，不包括其他提高消光比的光学器件。
[0007]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述输出尾纤沿圆环中轴并行绕制，使得径向外部应力均匀。
[0008]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述输出尾纤绕制呈的圆环，其直径在14cm以下，优选9cm以下，6cm以上。
[0009]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述保偏光纤所述输出尾纤优选为熊猫型保偏光纤，为其拍长≤5.0mm，优选光纤在4m典型长度下的消光比大于30dB。
[0010]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述输出尾纤与放大光隔离器连接，所述放大光隔离器为单轴隔离器。
[0011]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述单级泵浦放大系统的泵浦激光器，输出功率大于23dBm，优选为多模泵浦激光器。
[0012]优选地，所述保偏EDFA光路，其输出功率为20～30dBm，信号光的消光比20dB以上。
[0013]优选地，所述保偏EDFA光路，其所述单级泵浦放大系统中，所述掺铒光纤输入端与
合束器相连，所述合束器的输入端分别连接经过信号光隔离器的信号光和泵浦激光器；所述掺铒光纤的输出端与放大光隔离器相连，所述放大光隔离器与输出尾纤相连。
[0014]优选地，所述保偏EDFA光路，其信号光隔离器为偏振工作模式为双轴工作。
[0015]优选地，所述保偏EDFA光路，其采用的掺铒光纤，优选为铒镱共掺保偏光纤，优选为915nm的包层吸收系数0.5dB/m～3.5dB/m，拍长≤6mm的铒镱共掺光纤，尤其是熊猫型双包层铒镱共掺光纤。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0016]本专利技术提供的一种高性能的保偏EDFA光路，采用一级放大结构，通过将光纤缠绕成圆盘状，保持信号光的偏振态，实现高消光比的信号输出，从而减少了光器件个数，光路结构简单，节省了光路的成本，缩减了光路的尺寸。
[0017]优选方案，结合泵浦激光器泵浦功率的提升、铒镱共掺的保偏光纤的采用，实现信号光功率放大的同时消光比与多级EDFA放大光路相当，输出信号光功率可达20～30dBm，消光比达到20dB以上。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的一种高性能的保偏EDFA光路；
[0019]图2是本专利技术的掺铒光纤的能级结构及泵浦能量利用示意图；
[0020]图3是本专利技术实施例的光纤盘的结构示意图；
[0021]图4是本专利技术的不同保偏光纤盘绕直径条件下的消光比对比图。
[0022]在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为第一分光器，2为第一光电探测器，3为信号光隔离器，4为泵浦激光器，5为光纤合束器，6为掺铒光纤，7为放大光隔离器，8为光纤盘，9为第二分光器，10为第二光电探测器。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0024]本专利技术提供的高性能的保偏EDFA光路，为单级泵浦放大系统，其输出尾纤绕制呈圆环状，光路结构中不增加仅用于提高消光比的光学器件，例如保偏光栅。
[0025]所述输出尾纤沿圆环中轴并行绕制，使得径向外部应力均匀。光纤绕制时产生的外部应力会影响保偏光纤的衰减系数，不均匀的外部应力会影响光信号不可控的衰耗。
[0026]所述输出尾纤绕制呈的圆环，其直径在14cm以下，优选9cm以下，6cm以上。实验显示：当光纤绕制的圆环直径增加的时候，最终输出光信号的消光比总体上呈降低趋势，因此当光纤绕制的圆环直径在14cm以下时，消光比可达20dB以上，达到对保偏EDFA光路结构的性能要求；在弯曲直径小于6cm时，消光比及输出功率皆呈下降趋势，光路性能开始恶化。
[0027]所述输出尾纤，其拍长≤5.0mm，光纤在4m典型长度下的消光比大于30dB，配合其绕制呈的圆环状态，能平衡消光比和衰耗，满足保偏EDFA的性能需求。实验显示在拍长相同的情况下，不同类型的保偏光纤中，熊猫型保偏光纤相对于领结型保偏光纤和椭圆形保偏
光纤，在本专利技术提供的EDFA光路中具有更加良好的偏振态保持能力，消光比更高。这可能是由于熊猫型保偏光纤具有良好的集合对称性，熔接损耗小。同时由于熊猫型保偏光纤易于搭建纯光纤结构的EDFA光路，整体的消光比更高。
[0028]所述输出尾纤与放大光隔离器连接，所述放大光隔离器为单轴隔离器，其快轴阻断、慢轴工作。
[0029]所述单级泵浦放大系统的泵浦激光器，输出功率大于20dBm，优选为多模泵浦激光器，保偏EDFA电光效率偏低，单级泵浦放大光路需要达到目前多级放大的光路的功率，优选采用多模泵浦激光器，其电光效率较高，同时输出功率为瓦量级，可以提升放大光路的输出功率，与多级保偏EDFA的输出功率相当。
[0030]但通常泵浦激光器的功率越大，增益倍数越大的时候，光路中的噪声及偏振光耦合的不稳定性也会被同时放大，为了在高功率输出的同时保持较好地光学特性，因此保偏EDF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种保偏EDFA光路，其特征在于，为单级泵浦放大系统，其输出尾纤绕制呈圆环状。2.如权利要求1所述的保偏EDFA光路，其特征在于，所述输出尾纤沿圆环中轴并行绕制，使得径向外部应力均匀。3.如权利要求1所述的保偏EDFA光路，其特征在于，所述输出尾纤绕制呈的圆环，其直径在14cm以下，优选9cm以下，6cm以上。4.如权利要求1所述的保偏EDFA光路，其特征在于，所述保偏光纤所述输出尾纤优选为熊猫型保偏光纤，其拍长为≤5.0mm，优选光纤在4m典型长度下的消光比大于30dB。5.如权利要求1所述的保偏EDFA光路，其特征在于，所述输出尾纤与放大光隔离器连接，所述放大光隔离器为单轴隔离器。6.如权利要求1所述的保偏EDFA光路，其特征在于，所述单级泵浦放大系统的泵浦激光器，输出功率大于23d...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈章汝，廖招龙，陶金金，曹蓓蓓，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：