用于掺铒光纤放大器(EDFA)的980nm 1480nm泵浦激光器
时间:2023-08-10
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Box laser 生产的980nm 14pin蝴蝶泵浦激光器使用TEC冷却器和980nm高性能泵浦激光器芯片。具有高稳定性、高波长精度、超过600mW的高光纤输出功率和优异的侧模抑制比。Box laser 的泵浦激光器可用于光纤放大器、泵浦光源、光纤传感系统科学实验等领域。同时,盒子激光可以提供驱动电路,帮助客户获得高稳定性的激光光源。
在光通信领域,越来越多的下一代掺铒光纤放大器(EDFA)正在关注如何在不影响性能或可靠性的情况下获得低成本、小尺寸和低功率的光放大器。
例如,布拉格光栅(FBG)在稳定性方面取得了很大进展。EDFA可以在冷却的14PIN蝶形封装中获得 Box laser 的600mW超高功率980nm泵浦,在非冷却的迷你DIL封装中获得Box laser 200mW 980nm泵浦。采用小型DIL封装的非制冷Box laser 980nm泵浦的成本、功耗和尺寸远低于其他类型的泵浦。
获得有效稳定的FBG波长的关键是保持适当的光反馈到激光二极管腔中。FP激光二极管实际上是TE偏振器。因此,只有这些TE偏振器在FBG处的反射光才能影响二极管的性能。
在单模尾纤中,蜂窝芯的变形是双折射的主要原因。变形通常发生在铺设过程中纤维弯曲或扭曲的地方,或者尾部纤维的任何半径被压缩的地方。由于双折射不能完全消除,传统的980nm泵浦激光器设计通常使用高FBG反射率,以在只有一小部分反馈是TE偏振时保持可接受的单模抑制比(SMSR)。
保偏光纤具有高双折射率,不受小扰动的影响。因此,具有与FBG长度相似的PMF尾纤的Box laser 980nm泵浦模块可以在大的动态功率和温度范围内保持出色的SMSR。同时,它将增加生产能力,并扩大制冷和非制冷泵的使用。
对体积小、功耗低的EDFA的需求不断增加,是推动非制冷泵源快速发展的主要动力。研究表明,一旦去除体积庞大的热电冷却器(TEC),Box laser 980nm泵浦模块的功耗可以降低75%,并且可以使用更小、更便宜的迷你DIL封装。Mini-DIL非常适合当前流行的低成本窄带EDFA架构,该架构不需要最高功率泵。minidil封装的平台遵循多源协议,是一个非常标准的组件。SMSR在功率为24mW~240mW、温度为-5℃~75℃的条件下都能保持良好的工作性能。
然而,非制冷的 Box laser 980nm泵浦激光器也增加了测试负担。由于外部温度变化会影响激光器的带隙,因此应在整个额定温度和功率范围内严格测试光谱的质量。由TEC冷却的 Box laser980nm泵浦只需进行现场测试。由于PMF尾纤的980nm性能与光纤敷设无关,EDFA组装商可以对工厂测试的性能充满信心。另一方面,没有PMF的非制冷泵浦激光器也应该保留一个备用波段,以确保令人满意的光谱性能。
专门为TEC制冷环境开发的25℃光学校准技术已被证明适用于更高温度的环境。为了模拟典型工作环境(40℃至75℃)下的可靠性,人们在25℃至85℃的温度范围内对该设备进行了数百万小时的测试。
为了完全采用,超高功率980nm泵浦模块必须与FP 1480nm激光器的动态范围相匹配。详细地说,输出泵需要在阈值电流以上工作,这只需要非常小的放大。传统的Box laser 980nm泵浦技术的功率动态范围为15dB(12mW至350mW),而带有PMF尾纤的980nm泵浦工艺的功率动态幅度超过20dB。
980nm尾纤泵浦模块应用广泛。其更高的输出功率和多功能性也影响着EDFA在未来的发展。例如,三级色散补偿增益平坦EDFA架构。
EDFA的开发主要集中在前置放大器部分的低成本minidil封装,它取代了以前的冷却设备,以及输出部分的980nm泵浦。EDFA将具有尽可能低的前置放大器成本,并依赖于多路复用器。在输出部分,Box laser 980nm泵浦将产生低噪声输出功率。
Box laser 980nm泵浦EDFA被广泛用于陆地系统,而1480nm泵浦被用作难以放置放大器的海底链路中的远程光泵浦放大器(ROPA)。对于海底系统,可以使用远程泵浦,以便不必为放大器供电和移除电子部件。如今,这被用于200公里以下的泵浦。
掺铒光纤可以通过980nm或1480nm的泵浦波长激活,但在无中继器系统中只使用第二种,因为与0.98mm的损耗相比,1.48mm的光纤损耗更低。这允许增加终端和远程放大器之间的距离。
在典型的配置中,ROPA由位于海岸终端或传统的在线EDFA之前几十公里的传输线中的简单的短长度掺铒光纤组成。远程EDF由1480nm激光器从终端或在线EDFA反向泵浦,从而提供信号增益。