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CN108390245A - 超小型光纤放大器 - Google Patents

超小型光纤放大器 Download PDF

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陈金龙
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Abstract

本发明属于光纤放大器技术领域，涉及超小型光纤放大器，放大器输入光信号通过约250μm的光纤接入二合一器件的输入端，光信号依次经过二合一器件内部的透镜聚焦，并经过约165μm的光纤接入二合一器件的输出端，再通过约165μm的掺铒光纤与隔离器的输入端连接，光信号依次经过隔离器内部的透镜聚焦，并经过约250μm的光纤接入隔离器的输出端，再通过约250μm的光纤接入光电探测器的输入端，光电探测器的输出端接放大器输出光信号；泵浦激光器通过约165μm的光纤与二合一器件连接；该光纤放大器内部二合一器件、隔离器及泵浦激光器间连接均采用约为165μm光纤，这样节省了空间，使光纤放大器的外形尺寸变小。

Description

超小型光纤放大器
技术领域
本发明涉及一种光纤放大器，尤其是一种超小型光纤放大器，属于光纤放大器技术领域。
背景技术
现代通讯的快速发展对传输系统集成度的要求越来越高，这就对光纤放大器外形体积的要求也就越来越高，但是现有技术中的光纤放大器的体积仍不能满足行业内对传输系统高集成度的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种超小型光纤放大器，该光纤放大器内部的合成器件（即二合一器件）、隔离器及泵浦激光器之间的连接均采用光纤为较细直径约为165μm的光纤，这样就节省了空间，使得光纤放大器的外形尺寸变小。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：超小型光纤放大器，包括光路器件和电路器件，所述光路器件包括二合一器件、隔离器和光电探测器，所述电路器件包括印刷电路板及位于所述印刷电路板上方泵浦激光器，且光路器件位于印刷电路板的上方，其特征在于，放大器输入光信号通过直径245μm~255μm的光纤接入二合一器件的输入端，所述光信号依次经过二合一器件内部的二合一器件输入端透镜聚焦、二合一器件输出端透镜反聚焦，并经过直径小于245μm的光纤接入二合一器件的输出端，所述二合一器件的输出端通过直径小于245μm的掺铒光纤与隔离器的输入端连接，所述光信号依次经过隔离器内部的隔离器输入端透镜聚焦、隔离器输出端透镜反聚焦，并经过直径245μm~255μm的光纤接入隔离器的输出端，所述隔离器的输出端通过直径245μm~255μm的光纤接入光电探测器的输入端，所述光电探测器的输出端接放大器输出光信号；所述泵浦激光器通过直径小于245μm的光纤与二合一器件连接。
进一步地，通过光纤依次连接的所述二合一器件、隔离器及光电探测器的连接处均为光钎熔接点，两个光纤熔接点置于一个双芯热缩套管内。
进一步地，所述泵浦激光器采用3针无制冷系列的超小泵浦，且通过二合一器件给光纤提供光激励。
进一步地，所述光电探测器为带分光输出的光电探测器，且直径仅有1.75mm~1.85mm。
进一步地，所述二合一器件和隔离器的直径均为2.1mm~2.3mm。
进一步地，所述光纤放大器的外形尺寸为45 mm×15.5 mm×7.5mm。
进一步地，所述二合一器件内集成有隔离器和WDM器件。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1）本发明的光纤放大器内部的合成器件（即二合一器件）、隔离器及泵浦激光器之间的连接均采用光纤为较细直径约为165μm的光纤，这样就节省了空间，使得光纤放大器的外形尺寸变小；
2）本发明的泵浦激光器采用3针无制冷系列的超小泵浦，进一步节省了空间，使光纤放大器的外形尺寸更小；
3）本发明的光电器件的二合一器件和隔离器的直径均约为2.2mm，带分光输出的光电探测器直径仅约有1.8mm，与现有放大器相比，尺寸非常小，使光纤放大器的外形尺寸更小；
4）本发明模块内部空间非常紧凑，光纤放大器的外形尺寸仅为45 mm×15.5 mm×7.5mm。
附图说明
图1为本发明光纤放大器结构示意图。
图2为本发明二合一器件或隔离器内透镜的结构示意图。
附图标记说明：1—二合一器件；11—二合一器件输入端透镜；12—二合一器件输出端透镜；2—隔离器；21—隔离器输入端透镜；22—隔离器输出端透镜；3—光电探测器；4—泵浦激光器。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
超小型光纤放大器，包括光路器件和电路器件，所述光路器件包括二合一器件1、隔离器2和光电探测器3，所述电路器件包括印刷电路板及位于所述印刷电路板上方泵浦激光器4，且光路器件位于印刷电路板的上方；
如图1和图2所示，放大器输入光信号通过直径约250μm的光纤接入二合一器件1的输入端，所述光信号依次经过二合一器件1内部的二合一器件输入端透镜11聚焦、二合一器件输出端透镜12反聚焦，并经过直径约165μm的光纤接入二合一器件1的输出端，所述二合一器件1的输出端通过直径约165μm的掺铒光纤与隔离器2的输入端连接，所述光信号依次经过隔离器2内部的隔离器输入端透镜21聚焦、隔离器输出端透镜22反聚焦，并经过直径约250μm的光纤接入隔离器2的输出端，所述隔离器2的输出端通过直径约250μm的光纤接入光电探测器3的输入端，所述光电探测器3的输出端接放大器输出光信号；所述泵浦激光器4通过直径约165μm的光纤与二合一器件1连接，所述泵浦激光器4采用3针无制冷系列的超小泵浦，且通过二合一器件1给光纤提供光激励。
本发明所述二合一器件1内集成有隔离器和WDM器件。
本发明光纤放大器的外形尺寸为45mm×15.5 mm×7.5mm，其中二合一器件1和隔离器2的直径均约为2.2mm，光电探测器3为带分光输出的光电探测器，且直径仅有约1.8mm，内部的合成器件（即二合一器件1）、隔离器2及泵浦激光器4之间的连接均采用光纤为较细直径约为165μm的光纤，这样就节省了空间，使得小尺寸的纯光光纤放大器变为可能；由于光纤放大器外部的通讯网大多还是使用的约250μm光纤，若光纤放大器的输入输出端直接使用约165μm光纤，则会因为模场直径不同引起额外损耗，因此，本发明通过调整二合一器件1内输入端透镜和输出端透镜聚焦长度，使二合一器件1的输入约为250μm光纤，输出约为165μm光纤，同样，通过调整隔离器2内输入端透镜和输出端透镜聚焦长度，使隔离器2的输入约为165μm光纤，输出约为250μm光纤，这样熔接点没有250μm光纤对165μm光纤，避免了光纤模场直径不同导致额外损耗，透镜聚焦长度如何调整为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述；
为了进一步实现放大器的小型化，本发明还使用了双芯热缩套管，通过光纤依次连接的所述二合一器件1、隔离器2及光电探测器3的连接处均为光钎熔接点，两个光纤熔接点置于一个双芯热缩套管内，这样能最大程度的节省空间。
由于本发明所述放大器的输出功率不是很大（最大支持16dBm输出），并且由于模块的外形尺寸只有45 mm×15.5 mm×7.5mm，只能选择3针超小型的无制冷系列泵浦，由于光纤放大器在正常工作时制热较小，散热方便不会有问题，可以满足光纤放大器可靠性要求。
在印刷电路板（PCB板）的设计方面，采用器件正反方贴片放置，尽最大可能减小PCB板尺寸；布局上模拟电路、数字电路分别按照功能相对集中放置，避免数字部分对模拟电路的干扰影响，尤其是避免对输出信号光的检测影响。
本发明超小光纤放大器产品内部结构采用了多层设计，在印刷电路板上间接放置了光路器件，光路器件是玻璃封装，不带金属套管封装的结构，这样和PCB板接触，不会引起PCB板上的器件短路。
本发明结构紧凑，尺寸小，适用于高密度集成的发射板卡或接收板卡，能够满足光纤通信系统骨干网、接入网和有线电视网的需求。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.超小型光纤放大器，包括光路器件和电路器件，所述光路器件包括二合一器件（1）、隔离器（2）和光电探测器（3），所述电路器件包括印刷电路板及位于所述印刷电路板上方泵浦激光器（4），且光路器件位于印刷电路板的上方，其特征在于，放大器输入光信号通过直径245μm~255μm的光纤接入二合一器件（1）的输入端，所述光信号依次经过二合一器件（1）内部的二合一器件输入端透镜（11）聚焦、二合一器件输出端透镜（12）反聚焦，并经过直径小于245μm的光纤接入二合一器件（1）的输出端，所述二合一器件（1）的输出端通过直径小于245μm的掺铒光纤与隔离器（2）的输入端连接，所述光信号依次经过隔离器（2）内部的隔离器输入端透镜（21）聚焦、隔离器输出端透镜（22）反聚焦，并经过直径245μm~255μm的光纤接入隔离器（2）的输出端，所述隔离器（2）的输出端通过直径245μm~255μm的光纤接入光电探测器（3）的输入端，所述光电探测器（3）的输出端接放大器输出光信号；所述泵浦激光器（4）通过直径小于245μm的掺铒光纤与二合一器件（1）连接。
2.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：通过光纤依次连接的所述二合一器件（1）、隔离器（2）及光电探测器（3）的连接处均为光钎熔接点，两个光纤熔接点置于一个双芯热缩套管内。
3.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：所述泵浦激光器（4）采用3针无制冷系列的超小泵浦，且通过二合一器件（1）给光纤提供光激励。
4.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：所述光电探测器（3）为带分光输出的光电探测器，且直径仅有1.75mm~1.85mm。
5.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：所述二合一器件（1）和隔离器（2）的直径均为2.1mm~2.3mm。
6.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：所述光纤放大器的外形尺寸为45 mm×15.5 mm×7.5mm。
7.根据权利要求1所述的超小型光纤放大器，其特征在于：所述二合一器件（1）内集成有隔离器和WDM器件。
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