最新形式泵浦變換效能的抬升使用探討剖析

1、最新形式泵浦變換效能的抬升使用探討剖析1摻鉺光纖放大器（EDFA）的飛速發(fā)展極大地促進(jìn)了波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而隨著 WDM系統(tǒng)的發(fā)展，擴(kuò)展EDFA可應(yīng)用的增益帶寬已成為通信系統(tǒng)中的一個主要研究課題。C波段（C-band） EDFA的研究相對比較成熟，在實(shí)際中已得到廣泛 的應(yīng)用，L波段（L-band）由于遠(yuǎn)離鉺離子發(fā)射譜中心，因此，L-band EDFA具有較低的泵浦轉(zhuǎn)換效率，要使放大器的增益平臺向L-band漂移，并在L-band具有高的增益，需要使用比較長的摻鉺光纖并有 較高的泵浦功率，如果泵浦功率不足，則增益曲線的前沿很低，而使 用大功率泵浦源會大大提高 EDFA的成本

2、。為能使放大器在比較小的 泵浦功率下就能達(dá)到本征平坦增益， 研究人員提出許多方案，其中主 要包括利用C-band放大自發(fā)輻射（ASE）和注入C-band種籽光等方 法。本文主要研究C-band種籽光對L-band EDFA泵浦轉(zhuǎn)換效率的影 響，實(shí)驗(yàn)表明，在L-band EDFA中注入C-band種籽光時，可以有效 提高泵浦轉(zhuǎn)換效率。2 C帶種籽光對L-band EDFA泵浦轉(zhuǎn)換效率的提高1是注入了 C帶種籽光的L波段（L-band） EDFA實(shí)驗(yàn)裝置圖。1注入種籽光的L-band EDFA實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)中使用的C帶注入信號（種籽光）是由我們自制的可調(diào)諧光纖激光器（ FL）產(chǎn)生的，其可 調(diào)諧波長

3、范圍為1528nm1560nm,最大輸出功率1mW; 980nmLD的 最大輸出功率150mW; L-band信號由可調(diào)諧外腔激光光源提供，波 長范圍為1525nm1625nm;波長選擇耦合器（WSC）是薄膜濾波型耦 合器，工作波長為15281561.5 nm /15701620nm C-band為透射端， L-band為反射端，透射端插入損耗0.26dB,隔離度50dB,反射端插 入損耗0.44dB,隔離度25dB； ISO1為C-band隔離器，ISO2為L-band 隔離器；WDM是廈門安特公司的980 /1590波分復(fù)用器；光譜分析 儀（OSA）為日本ANDO的AQ-6315A，最小分

4、辨率為0.05nm.實(shí)驗(yàn)中選用的增益光纖為Coractive公司的EDF-L1500，長度16m,基本參數(shù)是：EDF-L1500:mre 2.1 = , 325104.6mnt= , 10msr=, mdBll sp/01.0=, dBp/86.91480.二a, mdBp/28.14980.二，amdB gp/9.2*1480.= , m dB g p / 0 * 980.=。無種籽光注入時，所測得的 ASE凈增益輪廓曲線如2所 示，平坦增益時需要的泵浦功率為120mW ,平坦增益值為 10.5 .25dB,小信號平坦增益帶寬為 30nm實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2.2 980nm泵浦16m高摻鉺光纖放大

5、器的平坦ASE譜及 -30dB1580nm信號增益譜線調(diào)節(jié)C-band可調(diào)諧激光器，使其輸出波 長在1530nm附近（實(shí)際選取的是1535nm）,輸出種籽光的功率為 -10dBm.將種籽光注入到EDFA中，重復(fù)L-band EDFA實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 980nm泵浦功率只需要64mW時放大器就可以獲得平坦 ASE譜。3注入1534nm種籽光的L-band EDFA的平坦化 ASE譜（a）和L-band EDFA的輸入與輸出譜形比較 （b）分別輸入-30dBm的L-band信號（從1565nm1610nm）,測量64mW時的各信號增益，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 增益在30nm范圍內(nèi)波動不超過0.5dB,亦即64m

6、W時獲得平坦增益， 平坦增益值為10.3 .25dB.實(shí)驗(yàn)測得L-band EDFA的ASE平坦凈增 益輪廓曲線如圖3（a）所示，而圖3（ b）中下面是從 WSC公共端測 得的輸出譜線，即L-band EDFA總輸入，上面是經(jīng)過IS02后的輸出 譜線，即L-band EDFA的輸出。從圖中可以看出，輸入給放大器的 信號包括1535nm的種籽光和1577.5nm的信號光，種籽光功率比信 號光要高得多（種籽光為-10dBm, L-band信號光為-30dBm），經(jīng)過 放大器后，種籽光幾乎全部被吸收掉，同時L波段的信號被均勻放大。為進(jìn)一步說明種籽光提高泵浦轉(zhuǎn)換效率的作用，我們使用一段更 長的光纖來進(jìn)

7、行L-band EDFA實(shí)驗(yàn)。將 16m EDF-L1500 換為 Luce nt 公司 91m 的 EDF-MP980 重復(fù)上 面的實(shí)驗(yàn)。由模擬計(jì)算可知，980nm泵浦功率在150mW時要達(dá)到增益平坦 的光纖長度為74m，使用91m要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長出平坦需要的增益光纖長度，多余光纖部 分只起到損耗的作用，因此，91m EDF構(gòu)成的EDFA增益前沿很低， 無法達(dá)到平坦增益。實(shí)驗(yàn)中我們觀察到了同樣的現(xiàn)象，即泵浦功率達(dá) 到最大時（150mW）無法獲得平坦增益效果。注入-10dBm1535nm種 子光，則泵浦功率達(dá)到75mW時就可以得到L波段平坦增益，小信 號（-30dBm）平坦增益帶寬超過30 nm,平均

8、增益值為14.7dB.調(diào)節(jié)種籽光波長，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)種籽光波長增加時，泵浦轉(zhuǎn)換效 率有所提高，但種籽光被吸收的比率卻有所減少， 即隨著種籽波長向 長波段的移動，增益平坦時需要的泵浦功率越來越低，但種籽光的殘余功率也越來越大。4 注入 1535nm、1549nm 和 1553nm 種籽光時 EDFA 對 1580nm 信號的增益譜這里我們之所以稱注入的輔助光為種籽光，是因?yàn)樗浅Ｐ。苄〉姆N籽光就可以實(shí)現(xiàn)提高 L-band EDFA泵浦轉(zhuǎn)換效率的 作用。如果增大種籽光功率，則經(jīng)過EDFA后剩余的種籽光功率可能 會高于信號光，在應(yīng)用時需要增加濾波設(shè)備將種籽光濾掉。圖4是將種籽光波長從1535 nm調(diào)節(jié)到1549 nm再調(diào)節(jié)到1553 nm時分別測得 的L-band EDFA對1580nm信號的增益譜，其各種參數(shù)與注入1535nm 種籽光時相同，泵浦功率分別為 72mW和70mW.從圖中可以看出，經(jīng)過放大器后，1549nm種籽光功率比前面1535nm種籽光功率要高，而1553nm種籽光功率更高。5是種籽光波長為1549nm、種籽光功率為-10dBm、泵浦功率為 72mW時測得的小信號（L波段信號，功率為-30dBm，波長為 1565nm1610 nm）增益數(shù)據(jù)繪制的增益曲線