本实用新型属于放大器技术领域，尤其涉及一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器。
背景技术：
光纤放大器是光纤通信系统中能对光信号进行放大的一种子系统产品，光纤放大器的原理基本上是基于激光的受激辐射，通过将泵浦光的能量转变为信号光的能量实现放大作用，光纤放大器就是放大光信号，在此之前，传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换，即o/e/o变换，有了光纤放大器后就可直接实现光信号放大，光纤放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。
授权公告号为cn209183939u的实用新型专利“一种碲基光纤级联的多泵浦拉曼放大器”使用两段碲基光纤级联的方法使得放大器输出功率提高了5倍，且输出的增益平坦度很低，仅有0.4db。但这种方法放大的有效谱宽只有66nm，且增益不高，只有25.7db。
技术实现要素：
本实用新型的放大谱宽达到了100nm，且放大增益高达35.72db，意味着在放大更多的信号光的同时在放大器的输出端可以获得更高的放大倍数。
为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，包括光发射机、第一段光纤泵浦源、第一合波器、放大部分掺geo2微结构光纤、第一分波器、第二段光纤泵浦源、第二合波器、补偿部分掺geo2微结构光纤、第二分波器及光接收机；
所述光发射机与所述第一段光纤泵浦源均与所述第一合波器连接，所述第一合波器的另一端通过所述放大部分掺geo2微结构光纤与所述第一分波器连接，所述第一分波器的另一端与所述第二段光纤泵浦源均与所述第二合波器连接，所述第二合波器的另一端通过所述补偿部分掺geo2微结构光纤与所述第二分波器连接，所述第二分波器的另一端与所述光接收机连接。
作为实用新型的进一步说明：所述光发射机设置为100个，且所述光发射机的输出端通过掺geo2微结构光纤与所述第一合波器的输入端连接。
作为实用新型的进一步说明：所述第一合波器的输入端还通过掺geo2微结构光纤连接有五个与所述光发射机同向且功率与波长均不同的所述第一段光纤泵浦源，所述第一段光纤泵浦源为连续泵激光器。
作为实用新型的进一步说明：所述第一合波器通过放大部分掺geo2微结构光纤与所述第一分波器的输入端连接，所述第一分波器的输出端与5个第二段光纤泵浦源与所述第二合波器连接。
作为实用新型的进一步说明：所述第二合波器的输出端通过补偿部分掺geo2微结构光纤与上所述第二分波器连接。
所述第二分波器的输出端分别通过掺geo2微结构光纤与所述光接收机的输入端连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
1、为了满足6g系统对未来光通信网络的要求，本发明与现有技术相比，放大谱宽达到了100nm，且放大增益高达35.72db，意味着在放大更多的信号光的同时在放大器的输出端可以获得更高的放大倍数。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为掺geo2微结构光纤拉曼增益谱；
图3为基于掺geo2微结构光纤级联的多泵浦拉曼放大器的输出增益图。
附图标记说明
1、光发射机；2、第一段光纤泵浦源；3、第一合波器；4、放大部分掺geo2微结构光纤；5、第一分波器；6、第二段光纤泵浦源；7、第二合波器；8、补偿部分掺geo2微结构光纤；9、第二分波器；10、光接收机。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1至图3所示，一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，包括光发射机、第一段光纤泵浦源、第一合波器、放大部分掺geo2微结构光纤、第一分波器、第二段光纤泵浦源、第二合波器、补偿部分掺geo2微结构光纤、第二分波器及光接收机。
具体的，所述光发射机设置为100个，且所述光发射机的输出端通过掺geo2微结构光纤与所述第一合波器的输入端连接，所述第一合波器的输入端还通过掺geo2微结构光纤连接有五个与所述光发射机同向且功率与波长均不同的所述第一段光纤泵浦源，所述第一段光纤泵浦源为连续泵激光器，所述第一合波器通过放大部分掺geo2微结构光纤与所述第一分波器的输入端连接，所述第一分波器的输出端与5个第二段光纤泵浦源与所述第二合波器连接，所述第二合波器的输出端通过补偿部分掺geo2微结构光纤与上所述第二分波器连接，所述第二分波器的输出端分别通过掺geo2微结构光纤与所述光接收机的输入端连接。
100个光发射机1具有不同的的中心波长λi，且100个光发射机1中任意中心波长均大于第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源2的中心波长和第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源8的中心波长，100个光发射机1中任意一个中心波长为λi与第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源对应的中心波长分别为λp11、λp12、λp13、λp14、λp15满足频移计算公式δv1＝(1/λp11)-(1/λi)，δv1＝(1/λp12)-(1/λi)，δv1＝(1/λp13)-(1/λi)，δv1＝(1/λp14)-(1/λi)，δv1＝(1/λp15)-(1/λi)其中，δv1为频移量且δv1的取值范围为200cm-1～430cm-1；100个光发射机中任意一个的中心波长λi与第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源对应的中心波长分别为λp21、λp22、λp23、λp24、λp25满足频移计算公式δv2＝(1/λp21)-(1/λi)，δv2＝(1/λp22)-(1/λi)，δv2＝(1/λp23)-(1/λi)，δv2＝(1/λp24)-(1/λi)，δv2＝(1/λp25)-(1/λi)其中，δv2为频移量且δv2的取值范围为430cm-1～620cm-1；i的取值为1～100。
具体参数配置如下：
光发射机的中心波长λi：1485nm--1585nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源1的波长：λp11＝1386.810nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源2的波长：λp12＝1414.200nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源3的波长：λp13＝1438.100nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源4的波长：λp14＝1460.759nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源5的波长：λp15＝1484.891nm；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源1的波长：λp21＝1375.509nm；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源2的波长：λp22＝1394.302nm；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源3的波长：λp23＝1408.900nm；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源4的波长：λp24＝1438.500nm；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源5的波长：λp25＝1460.845nm；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p11＝1.846w；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源二的功率：p12＝0.974w；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p13＝0.500w；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源二的功率：p14＝0.107w；
第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p15＝0.059w；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p21＝1.807w；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源二的功率：p22＝1.500w；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p23＝0.359w；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源二的功率：p24＝0.100w；
第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源一的功率：p25＝0.061w；
放大部分掺geo2微结构光纤长度：l1＝0.220km；
补偿部分掺geo2微结构光纤长度：l2＝0.140km。
工作原理：
通过在第一段掺geo2微结构光纤的起始位置配置五个与光发射机1同向的第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源2，光发射机1传送的被放大的信号光的能量由第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源提供，第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光与100个光发送机1所发送的信号光通过合波器一3耦合到一根放大部分第一光纤4中，信号光经过放大后通过分波器一5后，与信号光同向传输的第一段第一光纤的泵浦光被分波器一5所滤除，使得信号光通过合波器二7时，第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光不复存在；
另外，在合波器二7中，另重新配置第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源6，使得第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源6的功率、波长与两个第一段掺geo2微结构光纤的泵浦光源2的功率和波长均不同，在信号光通过补偿部分掺geo2微结构光纤8时，信号光的增益能够被平坦；然后在补偿部分掺geo2微结构光纤8中，信号光和第二段掺geo2微结构光纤的泵浦光源6同时从补偿部分掺geo2微结构光纤8中输出，通过分波器二9分离出所需要的100个信号光，最后通过100个光接收机10接收所有的信号光。
如图2为掺geo2微结构光纤拉曼增益谱；按照上述参数配置，经测试计算光接收机10输出的信号光的信号增益如图3所示，从图中可以看出，其平坦度在0.86db，平均增益达到35.72db。
以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。
1.一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：包括光发射机、第一段光纤泵浦源、第一合波器、放大部分掺geo2微结构光纤、第一分波器、第二段光纤泵浦源、第二合波器、补偿部分掺geo2微结构光纤、第二分波器及光接收机；
所述光发射机与所述第一段光纤泵浦源均与所述第一合波器连接，所述第一合波器的另一端通过所述放大部分掺geo2微结构光纤与所述第一分波器连接，所述第一分波器的另一端与所述第二段光纤泵浦源均与所述第二合波器连接，所述第二合波器的另一端通过所述补偿部分掺geo2微结构光纤与所述第二分波器连接，所述第二分波器的另一端与所述光接收机连接。
2.根据权利要求1所述的一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：所述光发射机设置为100个，且所述光发射机的输出端通过掺geo2微结构光纤与所述第一合波器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：所述第一合波器的输入端还通过掺geo2微结构光纤连接有五个与所述光发射机同向且功率与波长均不同的所述第一段光纤泵浦源，所述第一段光纤泵浦源为连续泵激光器。
4.根据权利要求3所述的一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：所述第一合波器通过放大部分掺geo2微结构光纤与所述第一分波器的输入端连接，所述第一分波器的输出端与5个第二段光纤泵浦源与所述第二合波器连接。
5.根据权利要求4所述的一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：所述第二合波器的输出端通过补偿部分掺geo2微结构光纤与上所述第二分波器连接。
6.根据权利要求5所述的一种面向6g的拉曼微结构光纤放大器，其特征在于：所述第二分波器的输出端分别通过掺geo2微结构光纤与所述光接收机的输入端连接。
技术总结