1 引言

在ITU-T建议的相关标准中[1],对掺铒光纤放大器提出了三种主要用法,即用作线路放大器(中继器)LA、作发射机输出光功率的助推放大器BA和接收机的前置放大器PA。事实上,正如电子放大器的出现引起电子学技术划时代发展一样,光子放大器(例如EDFA)的出现,也必将把光子学技术的发展推进到一个新的阶段。本文中作者试验了EDFA的一种新应用——将EDFA配上光滤波器和Y型光纤分路器,形成一种ED-FA-ASE光源,用以测量各种光纤器件的性能。实验结果表明,这种光源是实用的。对国内外的相关报导[2,5]或者未能充分说明这种光源的实用性的类似工作,本文将是一个完善和补充。

2 光源的技术方案与实验结果

大家知道,EDFA的输出有如图1所示的一组重要特性曲线。这组曲线的物理意义是,当EDFA的泵浦光源工作后,即使是无信号光Pin输入,EDFA也将输出1.55μm波段的放大自发辐射(ASE)光,这种光当然不是激光而只是非相干光,正是这种光的存在,使得EDFA总有噪声。

图1　EDFA的输出特性

图1还说明,在有光信号Pin输入EDFA之后,信号光将得到很大的增强,这便是EDFA有光学增益的结果。有鉴于此,有信号时的ASE光功率将显著地下降。一般情况下,EDFA的输入光信号是另一光源产生的。采用图2所示的方案,可把EDFA的ASE光滤出一部分来作为它的输入,这时,在Y型光纤分路器3端的输出便是由滤波器中心波长确定的、强度又是被EDFA放大了的ASE光。这便是EDFA-ASE光源的输出,输出光功率Pout与波长的关系如图3所示。

图2　EDFA-ASE光源原理框图

图3　EDFA-ASE光源的输出特性

由图3可见,在1530～1570nm范围内,其输出较为平坦,且均大于10mW。实验中,EDFA是本所研制的产品,在1550nm的小信号增益G约为33dB;噪声指数NF约为6dB。可调谐光滤波器是日本Santec公司生产的,3dB带宽为0.6nm,经改制,其波长分辨率达0.016nm。Y型光纤分路器2和3端的分光比为8∶92;附加损耗为0.2dB。EDFA-ASE光源输出光功率Pout的稳定性如图4所示,预热30min后,30min内的稳定性近似于HP公司的8168B.C型调谐激光源,为±0.02dB。

图4　EDFA-ASE光源稳定性曲线

3　EDFA-ASE光源的应用实验

与半导体调谐激光源相比,EDFA-ASE光源是一种谱宽较宽的非相干性光源。用这种光源来进行光器件的性能测试是否适用呢?笔者采用图5所示的测试方案进行了对几种器件用两种光源作对比测试实验。光纤跳线接上A、B点时,光开关置于2或3端,即可分别记录光功率计显示的LD和ED-FA-ASE光源对被测器件的输入光功率P0。在A、B点换接上被测器件,再分别记录被测器件在不同光源时的输出光功率P0用式即可计算出表1所列的被测器件的主要性能参数(光损耗):

图5 光器件性能测试原理框图

表1　EDFA-ASE光源在测试技术中应用的比较

由于本所研制的光开关重复性近于0.01dB,所以这一测试方案是可行的,测试结果列于表1。从表中数据可见,虽然用EDFA-ASE光源测试的结果均略大于用TSL-210调谐激光源(LD)测试的结果,但是这一差别是在系统测量误差以内,所以应该认为用EDFA-ASE光源进行光器件性能测试是完全可行的。

4　讨论

本文介绍了用光滤波器和Y型光纤分路器与EDFA配置成光源来作光器件的性能测试,并证明了它的适用性。对于无昂贵的调谐激光源而有EDFA的工作来说,这不失为一种解决问题的方案。此外,由于DWDM技术的发展,光器件和系统在强光条件下的测试也是常碰到的问题。EDFA作为放大器,也可以用作能提供到1W输出的光源,这便是通信用LD光源难于实现的了。总之,包括EDFA在内的光放大器,一定会在光测试技术的多种领域获得广泛的应用。在图2中的Y型光纤分路器指标如何选择更好,这是一个涉及理论与实验的深入问题,以后将适时作进一步理论分析与实验验证。