利用滤波器提升遥泵泵浦性能的方法 【技术领域】
本发明涉及一种利用滤波器提升遥泵泵浦性能的方法，属于光通信领域的遥泵技术。
背景技术
在单跨长距离传输中，遥泵技术已成为一种低成本，易维护，易安装的解决方案。在目前的应用中，有单纤泵浦(随路遥泵)和双纤泵浦(旁路遥泵)两种方式，单纤遥泵因泵浦光与光信号的反向受激拉曼作用，泵浦光能量被转移到信号光上，泵浦光能量损失较大，因此一般情况下无源EDF(掺铒光纤)装置放置位置在离接收端30-50公里距离内，随路遥泵对系统规格的改善比较有限；为进一步提高遥泵传输规格，减小泵浦光因为和光信号光之间的受激拉曼散射造成的泵浦光能量损失，需要采取旁路遥泵方式，双纤泵浦结构配置如图1。
双纤遥泵和单纤遥泵方式相比，泵浦光的入纤功率更高，由于泵浦光要在传输光纤中传输一定距离后才进入铒纤，过大的泵浦光入纤功率在传输光纤中会引起强烈的自发拉曼散射效应。在传输一定距离后，自发拉曼散射产生的拉曼散射光会在泵浦光的作用下进一步得到受激放大，目前工程上还没有非常有效的方法来滤除这种因素的影响，遥泵受这种因素的限制，单纯地提高泵源发送功率并没有有效地提升遥泵性能，无源EDF放置位置只能在离泵源50-70公里处，对系统规格地改善有限。国外有的实验系统把大有效面积光纤作为抑制自发拉曼散射的一种解决方案，但当泵源功率达到一定程度后，仍不能解决过大的泵浦光引发自发拉曼以及由这些自发拉曼光在泵浦光受激拉曼散射作用下对泵浦光能量的过度消耗问题。换一句话说，就是现有技术的思想是通过对光纤结构的改造达到抑制自发拉曼效应的目的，如采用大面积光纤，但是所有的传输光纤中都存在一定程度的自发拉曼散射效应，当自发拉曼效应累积到一定程度时，传输光纤中的拉曼散射由自发拉曼散射为主逐步变成受激拉曼效应为主，泵浦光能量在受激拉曼散射作用下转移更快。现有措施并不能完全解决问题，而且代价昂贵。泵浦光在传输光纤中的整个传输过程中，由于自发拉曼效应，会在比泵浦波长长大约100nm的地方产生自发Stokes光，自发Stokes光在受激拉曼散射作用下得到进一步放大，其光谱图会逐渐变成图3所示光谱图，这一部分stokes光和信号光同频，因此在Stokes光达到EDF后还会进一步影响EDF的放大效率，影响系统性能。但需要指出的是：在泵浦光传输过程中，因自发拉曼散射增益略大于线路损耗，前面很长一段距离内自发拉曼散射光能量很小，其对泵浦光造成的能量损失可忽略不计。只有泵浦光传输一定距离后，自发拉曼效应产生的Stokes光能量增大到一定程度后，这部分自发拉曼光会在泵浦光作用下产生强烈的受激拉曼散射，加速1480nm的泵浦光转化为Stokes光，导致泵浦光能量损失严重。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是减小泵浦光的传输损耗，提高泵浦光功率利用效率，避免因自发SRS散射产生的散射光在泵浦光的受激拉曼散射作用下过度消耗泵浦光的能量，最大限度地避免了泵源能量损失，以最小的代价使导遥泵输出功率更高，同时改善EDF的工作性能。
本发明的技术方案是：在泵浦光传送旁路光纤的适当位置上放置滤波器，有效地抑制受激拉曼散射过程的发生。
所述放置的滤波器的中心波长为1480nm，左右有4-6nm的带宽。
所述的滤波器可以为光纤光栅滤波器。
所述的滤波器可以是多层介质膜滤波器。
所述的滤波器可以是波导型1480宽带滤波器。
所述的滤波器可以设多级等间距放置，各级滤波器的间距为20-50公里。
放置的滤波器也可以不等间距放置，进一步提高系统性能。
不等间距放置时，第一个滤波器的位置距离泵浦源5-10公里最佳。
第二个滤波器的位置距离第一个滤波器20-30公里最佳。
第三个滤波器的位置距离第二个滤波器30-50公里最佳。
本发明是在光传送旁路光纤的适当位置上加针对拉曼散射光的光滤波器，避免产生受激拉曼效应及泵浦功率受到损耗。在自发拉曼散射产生的Stokes光强度达到一定强度后即采用光滤波器滤掉，使泵浦光传输线路中的噪声始终保持在一定的强度(图4中虚线)以下。因此，本发明不仅可以强烈抑制受激拉曼散射效应的产生，降低受激拉曼效应对泵浦光造成的损耗，而且也提高了泵浦光的信噪比。同时因为泵浦光的噪声在与铒纤的放大过程中会进入信号光，所以泵浦光信噪比的提高降低了遥泵系统噪声指数。泵浦光功率能够更加有效地转移到信号光上，提高放大倍数。
【附图说明】
图1是现有双纤泵浦结构配置图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是没有滤波器的光谱图。
图4是本发明加滤波器后的光谱图。
【具体实施方式】
本发明中所用的1480nm泵浦光滤波器可采用FBG(光纤光栅)或多层介质膜滤波器、波导型滤波器等。滤波器的中心波长为1480nm，左右有4-6nm的带宽。
图2给出了结构示意图，图中EDF为掺铒光纤。泵浦光传送旁路光纤上放置滤波器，滤波器的中心波长为1480，左右有4-6nm的带宽。只要强调波长满足EDF放大需要就可以，一般在1480附近，偏离一点问题也不大，带宽主要是滤除自发拉曼光，适度宽一些更容易制造和获取。
滤波器可以为光纤光栅滤波器、多层介质膜滤波器、波导型1480宽带滤波器等。滤波器可以设多级，各级滤波器的间距为20-50公里。从滤波的角度，滤波器放置多有利，但滤波器有耗损，因此应有合理的间距。一般越接近泵浦源滤波器的间距越近，第一个滤波器的位置距离泵浦源5-10公里最佳。第二个滤波器的位置距离第一个滤波器20-30公里最佳。第三个滤波器的位置距离第二个滤波器30-50公里最佳。
滤波器的个数和位置是根据具体情况设置的，上述实施例并不是本发明的全部实施例，不限定本发明的保护范围。
本发明的核心是在泵浦光传送旁路光纤上放置滤波器，有效地抑制受激拉曼散射过程的发生。因此，凡是在泵浦光传送旁路光纤上放置滤波器抑制拉曼散射的，均属于本发明的保护范围。