專利名稱：長(zhǎng)波段光放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及長(zhǎng)波段光放大器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用摻稀土光纖和改進(jìn)的雙重抽運(yùn)技術(shù)的長(zhǎng)波段光放大器。
(2)背景技術(shù)光放大器通過(guò)稱作受激輻射的過(guò)程增加光波長(zhǎng)的幅度，在受激輻射中，作為輸入信號(hào)的光子激發(fā)光學(xué)材料中的電子到高能級(jí)，接著電子又躍遷到低能級(jí)。在該過(guò)程中，材料發(fā)射一個(gè)與初始光子有相同頻率，方向和偏振的相干光子。接著這兩個(gè)光子能夠激發(fā)另外兩個(gè)相干光子的發(fā)射，等等。于是產(chǎn)生了相干光放大。當(dāng)光子能量幾乎等于原子躍遷能量差時(shí)發(fā)生受激輻射。由于這個(gè)原因，該過(guò)程產(chǎn)生了由原子線寬決定的一個(gè)或更多的頻率波段的放大。
雖然現(xiàn)在有許多不同有光學(xué)放大器結(jié)構(gòu)可以使用，但光纖放大器在光通信應(yīng)用中是極為普遍的。光纖放大器一般包括了諸如玻璃之類的光學(xué)材料，材料中結(jié)合了諸如鉺這樣的稀土雜質(zhì)并且構(gòu)造成光波導(dǎo)。摻稀土石英光纖現(xiàn)在十分流行，部分原因是因?yàn)樗鼈兲峁┝斯獠▎文鲗?dǎo)的優(yōu)點(diǎn)。由這類光纖制造的光纖放大器可以工作在廣闊的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，這是由主體材料和稀土雜質(zhì)的原子特性決定的。例如，摻鉺光纖放大器(EDFAs)工作在光纖傳輸窗口的兩個(gè)信號(hào)波段。這些信號(hào)波段是波長(zhǎng)范圍從大約1528nm到大約1565nm的常規(guī)波段(C波段)和波長(zhǎng)范圍從大約1568nm到大約1610nm的長(zhǎng)波段(L波段)。
在使用摻鉺石英光纖制造的光放大器中，電子被980nm的抽運(yùn)或1480nm的抽運(yùn)從基態(tài)(4I15/2)激發(fā)(抽運(yùn))到亞穩(wěn)態(tài)(I13/2)。在980nm抽運(yùn)的情況下，電子首先被抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)(4I11/2)然后無(wú)輻射地衰減到亞穩(wěn)態(tài)(4I13/2)(見(jiàn)圖11)。在1480nm抽運(yùn)的情況下，電子直接被抽運(yùn)到4I13/2態(tài)。當(dāng)I13/2上的電子通過(guò)受激輻射衰減到基態(tài)時(shí)發(fā)生了放大。在電子衰減到基能級(jí)4I15/2后，它們可以再被抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)能級(jí)4I11/2，在那里它們可以參加另一次受激輻射過(guò)程。
摻鉺光纖放大器(EDFAs)通常由多級(jí)盤繞的摻鉺光纖制成。這樣的摻鉺光纖放大器如圖2所示。EDFAs性能中最重要的參數(shù)是噪聲系數(shù)(NF)和增益G。噪聲系數(shù)NF由dBs表示，定義為放大器輸入端信號(hào)(S)噪聲(N)比與放大器輸出端的信號(hào)(S)噪聲(N)比之比值的Log10值的10倍。那樣，NF＝10×Log10(S/N)in/(S/N)out。增益G定義為信號(hào)輸出功率對(duì)信號(hào)輸入功率之比。在多級(jí)放大器中，噪聲系數(shù)NF主要由放大器前端決定。這樣，EDFA第一盤光纖的增益G越高，NF越低。另一個(gè)衡量EDFA的性能是功率效率，功率效率定義為被放大的光子數(shù)與被抽運(yùn)激發(fā)的光子數(shù)之間的比率。由于通信系統(tǒng)的性能由系統(tǒng)的放大器噪聲性能，放大器的信號(hào)功率和光纖傳輸性能決定，光通信系統(tǒng)需要EDFAs有盡可能低的噪聲系數(shù)(NF)和盡可能高的增益(G)。
圖3示出了摻鉺光纖(EDF)的吸收光譜。這個(gè)圖示出了在980nm抽運(yùn)波段的強(qiáng)吸收峰。因?yàn)?80nm波段的強(qiáng)吸收，一些長(zhǎng)波段EDFA使用連著第一EDF盤的980nm抽運(yùn)。采用980nm波長(zhǎng)的抽運(yùn)在光放大器的前端產(chǎn)生了高的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致低的噪聲系數(shù)(見(jiàn)圖2)。980nm抽運(yùn)不如1480nm抽運(yùn)的功率轉(zhuǎn)換效率高并且相對(duì)較難建立。因此，980nm抽運(yùn)是昂貴的。但是，一般認(rèn)為需要使用較低效率，較高花費(fèi)的980nm抽運(yùn)(作為長(zhǎng)波段放大器的第一抽運(yùn)源)來(lái)提供低的噪聲以產(chǎn)生高的信噪比，這樣可以為第二盤EDF提供更純凈的信號(hào)以作進(jìn)一步放大。
為了得到最大的功率，第二級(jí)抽運(yùn)(也就是，耦合到第二盤EDF的抽運(yùn)源)通常是更有效，制造成本更低的1480nm波長(zhǎng)抽運(yùn)源(見(jiàn)圖2)。我們知道第二級(jí)抽運(yùn)將提高多級(jí)EDF放大器的效率而不會(huì)為系統(tǒng)引入太多噪聲。
所以需要提供低噪聲的L波段光放大器，它也比現(xiàn)有技術(shù)的長(zhǎng)波段光放大器更有效。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明由附加的權(quán)利要求限定。為了更徹底的理解本發(fā)明和它的優(yōu)點(diǎn)，可以參考下面的說(shuō)明書(shū)和附圖。在下面的詳細(xì)描述中描述了本發(fā)明進(jìn)一步的較適宜的特性和優(yōu)點(diǎn)。
可以理解下面的詳細(xì)描述只是本發(fā)明的示例，目的是為理解本發(fā)明所要求的本質(zhì)和特性提供概貌或框架。所包括的附圖為進(jìn)一步理解本發(fā)明提供了手段，并且在此合并組成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖示出了本發(fā)明的多種特征和實(shí)施例，并且和詳細(xì)描述一起解釋本發(fā)明的原理和操作。
(4)


圖1是摻鉺石英玻璃的能級(jí)圖；圖2是示出現(xiàn)有技術(shù)的兩級(jí)抽運(yùn)光纖放大器的示意圖；圖3是摻鉺光纖吸收光譜的曲線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的兩級(jí)光放大器的示意圖；圖5是摻鐠石英玻璃的能級(jí)圖；圖6是摻釹石英玻璃的能級(jí)圖；圖7是作為盤繞長(zhǎng)度比率函數(shù)的一組噪聲系數(shù)(NF)的曲線圖，示出了不同抽運(yùn)波長(zhǎng)對(duì)NF的影響；圖8為三種不同的抽運(yùn)示出了第一盤或EDFA的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)曲線；圖9示出作為盤繞長(zhǎng)度比率函數(shù)的第二級(jí)所需功率；圖10是一組作為抽運(yùn)波長(zhǎng)函數(shù)的NF光譜的預(yù)測(cè)曲線圖；圖11是一組作為抽運(yùn)波長(zhǎng)函數(shù)的NF光譜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的曲線圖；圖12是示出本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的兩級(jí)抽運(yùn)的光纖放大器的示意圖；圖13是示出本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的兩級(jí)抽運(yùn)的光纖放大器的示意圖；圖14是示出本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的兩級(jí)抽運(yùn)的光纖放大器的示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
我們發(fā)現(xiàn)改進(jìn)的雙重抽運(yùn)技術(shù)(下面將詳細(xì)描述)克服了先前技術(shù)的困難，而且使用這個(gè)雙重抽運(yùn)技術(shù)的光放大器不僅展示了低的噪聲水平而且比現(xiàn)有技術(shù)的光放大器高大約40％的效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這個(gè)技術(shù)使用工作在相同波長(zhǎng)的兩個(gè)抽運(yùn)源。這些抽運(yùn)源減小了在中間末端(termination)能級(jí)的穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)并且同時(shí)為亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)重新注入粒子數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，兩個(gè)抽運(yùn)源都工作在1480nm波長(zhǎng)并且光放大器使用多盤(級(jí))摻鉺光纖。
圖4示出光放大器5的示范實(shí)施例。較佳的實(shí)施例使用兩個(gè)光波導(dǎo)10a和10b，光波導(dǎo)可以是例如有第一種光學(xué)材料的內(nèi)纖芯和有不同材料外包層的光纖。用于內(nèi)纖芯和外包層的材料有不同的折射率，這樣光能量在內(nèi)纖芯和外包層的界面間反射從而使光通過(guò)波導(dǎo)傳輸。
在下面將要完全地說(shuō)明，光波導(dǎo)包括了較適宜是玻璃的主體材料，它包含稀土雜質(zhì)。多種不同的光學(xué)材料和稀土雜質(zhì)可以用于這個(gè)目的。雖然在這個(gè)實(shí)施例的示例中使用的是摻鉺石英光纖，普通的技術(shù)人員將清楚也可以使用其它的材料。稀土雜質(zhì)較適宜有“三能級(jí)”或“四能級(jí)”的原子能級(jí)。其它的稀土雜質(zhì)例如鐠(Pr3+)和釹(Nd3+)。其它的主體材料例如氟(FI)和碲(TI)。圖5和圖6示出了這些稀土材料的能級(jí)圖。更具體地說(shuō)，圖5示出了摻鐠玻璃的能級(jí)。摻鐠光纖放大器(PDFA)可以從1.01μm抽運(yùn)并且產(chǎn)生在1.31μm范圍的信號(hào)。圖6示出了摻釹玻璃的能級(jí)。摻釹光纖放大器(NDFA)可以從0.8μm抽運(yùn)并且在1.37μm范圍產(chǎn)生信號(hào)。
光放大器5有用作主抽運(yùn)源的第一抽運(yùn)源20a。這個(gè)抽運(yùn)源激發(fā)光學(xué)材料中的稀土離子粒子數(shù)，把它們從基態(tài)激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)。亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)有相對(duì)長(zhǎng)的熒光壽命的特征，熒光壽命通常大于10毫秒。也就是說(shuō)，被激發(fā)到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的離子保持在有能夠進(jìn)行受激輻射的足夠時(shí)間的狀態(tài)中。如圖4所示的光放大器5包括可以注入光輸入信號(hào)S1的輸入接口30。輸入接口30耦合輸入光信號(hào)S1進(jìn)入第一光波導(dǎo)10a(包含了盤繞的有源光纖)由此通過(guò)亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的光子受激輻射產(chǎn)生了放大。第二光波導(dǎo)10b也包含了盤繞的有源光纖，它被布置在第一光波導(dǎo)10a的后面。光波導(dǎo)10b進(jìn)一步放大由波導(dǎo)10a提供的光信號(hào)。第二光波導(dǎo)10b耦合到輸出接口40，被放大的光信號(hào)通過(guò)輸出接口40從放大器5輸出。第二抽運(yùn)源20b耦合到第二光波導(dǎo)10b并且通過(guò)激發(fā)稀土原子到亞穩(wěn)態(tài)激發(fā)在波導(dǎo)10b光學(xué)材料中的稀土原子粒子數(shù)。離開(kāi)第一波導(dǎo)10a的被放大光信號(hào)用作波導(dǎo)10b的輸入信號(hào)，而且如上所述將被波導(dǎo)10b進(jìn)一步放大。放大器5包括輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)。這些級(jí)可包括諸如耦合器，濾波器，隔離器，衰減器和/或增益平坦器之類的器件。
我們將有不同的第一級(jí)抽運(yùn)源20a的兩級(jí)摻鉺石英光纖放大器(類似于圖4)性能作了比較，其中每個(gè)抽運(yùn)源提供三種不同抽運(yùn)波長(zhǎng)的一種。第一抽運(yùn)源10a的抽運(yùn)功率是140mW。在每個(gè)放大器中，第二波導(dǎo)10b由兩個(gè)1480nm抽運(yùn)源20b抽運(yùn)以取得好的功率轉(zhuǎn)換(也就是高的轉(zhuǎn)換效率)。抽運(yùn)源20b的抽運(yùn)功率在130mW和185mW之間變化?？偟墓饫w長(zhǎng)度，也就是第一級(jí)和第二級(jí)的盤繞光纖的長(zhǎng)度是130米。下面將討論從放大器的受激模型和從實(shí)際測(cè)量中得到的結(jié)果。該分析比較了使用由980nm(情況I)，1480nm(情況II)或1510nm(情況III)抽運(yùn)波長(zhǎng)提供的第一抽運(yùn)源20a的放大器。性能參數(shù)是放大器噪聲系數(shù)(NF)和第二級(jí)抽運(yùn)功率(也就是抽運(yùn)源20b的抽運(yùn)功率)。
圖7示出作為第一級(jí)(波導(dǎo)10a)和第二級(jí)(波導(dǎo)10b)之間的線盤長(zhǎng)度比率函數(shù)的三個(gè)放大器模擬模型的最大NF(噪聲系數(shù))。從該模擬結(jié)果可知抽運(yùn)源20a工作在1480nm或980nm波長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的最大NF是大致相同的。但是，從這個(gè)圖中可以看出，用1510nm抽運(yùn)的抽運(yùn)源20導(dǎo)致了明顯的NF惡化。由于抽運(yùn)源20a抽運(yùn)波長(zhǎng)的吸收和發(fā)射系數(shù)不同，在光放大器第一級(jí)不同波長(zhǎng)的抽運(yùn)會(huì)導(dǎo)致不同的前端粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。對(duì)于L波段放大器，由于在980nm情況下的較高的后向ASE(自發(fā)輻射放大)，980nm和1480nm抽運(yùn)的前端粒子數(shù)反轉(zhuǎn)大約是相同的。這在現(xiàn)有技術(shù)的L波段多級(jí)光放大器的設(shè)計(jì)中是沒(méi)有考慮到的。
圖8示出了沿著第一盤摻鉺光纖的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)曲線，其中摻鉺光纖使用工作在相同功率(140mW)但是波長(zhǎng)不同的不同方向的抽運(yùn)源20a。這些波長(zhǎng)是980nm，1480nm和1510nm。如上所述，在光放大器前端的高粒子數(shù)反轉(zhuǎn)導(dǎo)致了低的噪聲系數(shù)。當(dāng)使用980nm抽運(yùn)時(shí)，在放大器前端有明顯的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)飽和。這是光放大器前端的ASE累積導(dǎo)致的強(qiáng)后向ASE(自發(fā)輻射放大)的結(jié)果。如圖所示，相應(yīng)于1480nm抽運(yùn)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)飽和明顯地低于980nm抽運(yùn)的，而相應(yīng)于1510nm抽運(yùn)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)曲線表現(xiàn)為沒(méi)有前端粒子數(shù)反轉(zhuǎn)飽和。這樣，我們發(fā)現(xiàn)在L波段放大器中，1480nm抽運(yùn)源20a相對(duì)980nm抽運(yùn)源后向ASE較低，并且因?yàn)檫@樣，1480nm和980nm的前端粒子數(shù)反轉(zhuǎn)幾乎相同。因此，令人驚奇的是，這兩個(gè)抽運(yùn)源20a(1480nm和980nm)提供了大致相同的噪聲系數(shù)NF。但是，1480nm抽運(yùn)源為L(zhǎng)波段的工作提供了比980nm抽運(yùn)源明顯高的多的功率和相對(duì)980nm抽運(yùn)源較低的成本。
圖9示出了當(dāng)?shù)谝怀檫\(yùn)源20a工作在980nm，1480nm或1510nm波長(zhǎng)時(shí)，作為第一級(jí)和第二級(jí)之間的線盤長(zhǎng)度比率函數(shù)的第二級(jí)所需抽運(yùn)功率。垂直軸表示抽運(yùn)源20b的抽運(yùn)功率，單位是毫瓦(mw)。圖9示出1480nm和1510nm抽運(yùn)與980nm抽運(yùn)比較時(shí)，有降低的所需抽運(yùn)功率(線盤比率在大約0.16或更高)。這樣降低的所需抽運(yùn)功率將為放大操作提供較好的抽運(yùn)界限(margin)。
圖10示出上述模擬的NF光譜(NF作為波長(zhǎng)的函數(shù))。NF光譜表示每個(gè)抽運(yùn)結(jié)構(gòu)的最佳線盤比率。最佳線盤比率大約0.3并且由能產(chǎn)生給定抽運(yùn)波長(zhǎng)的最低噪聲系數(shù)(NF)的比率所確定。圖10示出由980nm和1480nm波長(zhǎng)的抽運(yùn)產(chǎn)生了相同的噪聲系數(shù)性能，而1510nm的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生L波段光放大器的更差NF光譜。
圖11中示出了使用1480nm第一抽運(yùn)源20a和常規(guī)的980nm第一抽運(yùn)源20a的兩級(jí)EDFA的NF光譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)首先使用980nm第一級(jí)抽運(yùn)源20a，然后使用1480nm第一級(jí)抽運(yùn)源20a的相同的光放大器得到該結(jié)果。第一級(jí)抽運(yùn)源20a工作在固定的40％的線盤比率。正如所料，全1480nm抽運(yùn)結(jié)構(gòu)顯示了相對(duì)使用980nm第一級(jí)抽運(yùn)的抽運(yùn)結(jié)構(gòu)的非常好的NF性能。這和模擬的結(jié)果相符。通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)(抽運(yùn)源20a提供了980nm波長(zhǎng)的激光束)，我們觀察到總的抽運(yùn)功率減小了大約35％。
基于實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果，我們認(rèn)為在相同波長(zhǎng)雙重抽運(yùn)EDFA(例如對(duì)EDFA每級(jí)用1480nm抽運(yùn))可以提高抽運(yùn)效率同時(shí)保持低的噪聲水平。更具體地說(shuō)，我們證明了1480nm抽運(yùn)可提供足夠的前端粒子數(shù)反轉(zhuǎn)來(lái)保持相等的噪聲系數(shù)性能。因?yàn)檩^高的功率轉(zhuǎn)換效率，1480nm第一級(jí)抽運(yùn)源20a降低了抽運(yùn)界限大約10％。從生產(chǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，如此優(yōu)異的光學(xué)性能加上多于40％的成本優(yōu)勢(shì)使得全1480nm抽運(yùn)結(jié)構(gòu)較適于使用L波段EDFAs的許多應(yīng)用。
圖12和13示出了其它EDFA實(shí)施例。在圖12中示出的EDFA和圖4中示出的EDFA相似，但是只使用一個(gè)耦合到第二EDF盤的(前向抽運(yùn))抽運(yùn)源20b。圖13示出的EDFA使用幾個(gè)不同的抽運(yùn)源20b。這個(gè)EDFA的抽運(yùn)源20b為了復(fù)合抽運(yùn)可以工作在不同的波長(zhǎng)。
這樣，當(dāng)考慮后向ASE時(shí)，由第一抽運(yùn)源20a提供噪聲系數(shù)和功率，我們認(rèn)為L(zhǎng)波段EDAFA較適于使用1480nm第一抽運(yùn)源20a。相同的原理也可以用于其它放大器(摻稀土放大器的光纖有非鉺的雜質(zhì)并且工作在其它波長(zhǎng)帶寬)。那就是，在選擇第一抽運(yùn)源20a的波長(zhǎng)時(shí)，需要較適宜地考慮后向ASE和它對(duì)噪聲系數(shù)NF的影響并且選擇提供大致相同噪聲系數(shù)的更有效的第一級(jí)抽運(yùn)。這樣的抽運(yùn)通常不是980nm抽運(yùn)。
因此，熟練的技術(shù)人員將清楚在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種修改和變化。這意味著本發(fā)明覆蓋了本發(fā)明的修改和變化范圍，所述范圍由附加的權(quán)利要求和它們的等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
1.一種光放大器，其特征在于，包括(i)第一種增益介質(zhì)，其光學(xué)主體包含了稀土雜質(zhì)；(ii)第一個(gè)抽運(yùn)源，提供在第一波長(zhǎng)的光能量到所述第一種增益介質(zhì)，所述第一抽運(yùn)波長(zhǎng)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)飽和比所述第一種增益介質(zhì)的最高吸收波長(zhǎng)低；(iii)第二增益介質(zhì)，耦合到所述第一增益介質(zhì)；以及(iv)第二抽運(yùn)源，所述第二抽運(yùn)源提供光能量進(jìn)入所述第二增益介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1，8，或10中任一項(xiàng)的所述的光放大器，其特征在于，其中所述第二抽運(yùn)源工作在與所述第一抽運(yùn)源的所述第一波長(zhǎng)相同的波長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1，8，或10中任一項(xiàng)的所述的光放大器，其特征在于，其中所述第一波長(zhǎng)不是980nm。
4.如權(quán)利要求1所述的光放大器，其特征在于，其中所述光波導(dǎo)是摻鉺玻璃光纖。
5.如權(quán)利要求1所述的光放大器，其特征在于，其中所述光波導(dǎo)包括至少兩個(gè)摻鉺石英光纖的線盤。
6.如權(quán)利要求5所述的光放大器，其特征在于，其中所述第一抽運(yùn)源耦合到所述線盤中的一個(gè)并且所述第二抽運(yùn)源耦合到所述線盤中的另一個(gè)。
7.如權(quán)利要求4或5的所述光放大器，其特征在于，其中所述波長(zhǎng)大約在1480nm。
8.一種L波段光放大器，其特征在于，包括第一光波導(dǎo)10a，有包含稀土雜質(zhì)的光學(xué)主體，所述主體和雜質(zhì)確定基態(tài)能級(jí)；第一抽運(yùn)源20a，提供光能量進(jìn)入所述光波導(dǎo)，在所述基態(tài)能級(jí)上建立亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)，所述第一抽運(yùn)源20a光學(xué)耦合到所述波導(dǎo)10a；輸入端30，耦合到所述光波導(dǎo)，從所述輸入端30引入要被放大的光信號(hào)，這樣從所述亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的光子受激輻射產(chǎn)生放大，從而建立在所述第一亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)之下，在所述基態(tài)能級(jí)之上的末端能級(jí)；第二光波導(dǎo)10b，其光學(xué)主體包含稀土雜質(zhì)，所述第二光波導(dǎo)10b連接到所述第一光波導(dǎo)10a；并且第二光抽運(yùn)源20b，它耦合到所述第二光波導(dǎo)10b，所述第二抽運(yùn)源20b在與所述第一抽運(yùn)源20b相同的波長(zhǎng)提供光能量到所述第二光波導(dǎo)10b。
9.光放大器5，其特征在于，包括(i)第一種增益介質(zhì)10a，其光學(xué)主體包含了稀土雜質(zhì)；(ii)第一個(gè)抽運(yùn)源20a，提供在第一波長(zhǎng)的光能量到所述第一種增益介質(zhì)；(iii)第二增益介質(zhì)，光學(xué)耦合到所述第一增益介質(zhì)；并且(iv)第二抽運(yùn)源，它提供光能量進(jìn)入所述第二增益介質(zhì)，所述第二抽運(yùn)源工作在與所述第一抽運(yùn)源的所述第一波長(zhǎng)相同的波長(zhǎng)。
10.如權(quán)利要求1，3，4，5，6，7或9中任一項(xiàng)的所述的光放大器，其特征在于，另外包括位于所述第一和第二增益介質(zhì)中間的中間級(jí)，所述中間級(jí)從所述第一增益介質(zhì)10a發(fā)出一個(gè)輸出信號(hào)到所述增益介質(zhì)10b，其中所述中間級(jí)包括至少一個(gè)下述器件隔離器，濾波器，耦合器，增益平坦器或衰減器。
11.一種L波段光放大器，其特征在于，包括(i)第一種增益介質(zhì)10a，其光學(xué)主體包含了稀土雜質(zhì)；(ii)第一抽運(yùn)源20a，提供在第一波長(zhǎng)的光能量到所述第一種增益介質(zhì)10a；所述第一抽運(yùn)抽運(yùn)源20a工作在與所述第一增益介質(zhì)的最高吸收波長(zhǎng)不同的抽運(yùn)波長(zhǎng)；(iii)第二增益介質(zhì)10b，光學(xué)耦合到所述第一增益介質(zhì)10a；并且(iv)第二抽運(yùn)源20b，所述第二抽運(yùn)源20b提供光能量進(jìn)入所述第二增益介質(zhì)10b。
12.如權(quán)利要求11所述的光放大器，其特征在于，其中所述第二抽運(yùn)源20b是后向抽運(yùn)源。
13.如權(quán)利要求11所述的光放大器，其特征在于，另外包括了至少一個(gè)附加抽運(yùn)源。
14.如權(quán)利要求13所述的光放大器，其特征在于，其中所述附加抽運(yùn)源工作在不同于所述第一和第二抽運(yùn)源的波長(zhǎng)。
全文摘要
一種光放大器(5)，包括第一種包含稀土雜質(zhì)的增益介質(zhì)(10a)和第一個(gè)抽運(yùn)源(20a)，其提供在第一波長(zhǎng)的光能量到所述第一種增益介質(zhì)(10a)。第一抽運(yùn)工作在其抽運(yùn)波長(zhǎng)的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)飽和比所述第一種增益介質(zhì)的最高吸收波長(zhǎng)的要低。該光放大器另外包括耦合到所述第一增益介質(zhì)(10a)的第二增益介質(zhì)(10b)和提供光能量進(jìn)入所述第二增益介質(zhì)的第二抽運(yùn)源(20b)。
文檔編號(hào)H01S3/10GK1437782SQ00819189
公開(kāi)日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2000年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
發(fā)明者F·A·弗拉德, 劉永謙, R·G·斯馬特 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司