保偏光纤放大器的应用

保偏光纤放大器的应用

    由于光纤放大器的应用范围越来越广泛，在一些特殊的应用场合，需要对光的偏振态进行保持，因此保偏光纤放大器就应运而生。OPEAK保偏光纤放大器是近期根据普通光纤放大器的基础上发展的一种新型的光纤放大器。 
    保偏光纤放大器可以应用于相干光通讯，光纤传感，光脉冲放大等领域；在激光测距，B-OTDR，干涉测量等方面有着独特的优势。保偏光纤放大器的主要原理如下图所示。 

图.1 光纤放大器结构及其原理

图中的光纤结构器件包括：输入光纤耦合器（保偏）、光隔离器（保偏）、波分复用器WDM（保偏）、掺铒光纤（保偏）、输出光纤耦合器（保偏）及泵浦激光器。这种光路结构是全保偏结构，光信号在传输过程中始终保持偏振态的一致性。 
     OPEAK生产的C波段（1550波段，型号为EDFA-C-BA-PM-MB）保偏光纤放大器是一种全保偏掺铒光纤放大器，为了提高放大器的泵浦效率、输出信噪比和输出功率，实验中对放大器结构和光纤参数进行优化，结果表明，保偏放大器的平均输出功率可达105mW，输出信噪比达到40dB以上，具有较佳的输出特性。1050nm高功率保偏光纤放大器是一款专为实验室客户设计的连续光纤放大器，输出功率可达2W以上, 具有接近衍射极限的线偏振高光束质量M^2<1.3，为线宽小于10KHz的单纵模激光源提供优化放大。该放大器的设计与配置保证了其独特性与高可靠性。输出激光为线偏振光（偏振消光比典型值为18dB）,并具有很好的功率稳定性。全光纤的结构设计保证了激光器的高可靠性，而无需任何光学元件进行调整准直。

    将保偏光纤放大器放大超窄线宽的单频激光器，搭配光栅、光电探测器件等，便可以应用于的分布式光纤传感，对超长距离和超宽区域进行监控。比如在光纤水听器声纳阵列的应用。美国国防部曾十分积极地研究海底水听器声纳阵列、光纤底部阵列以及使用TDM和WDM技术相结合的拖曳阵列。这些传感阵列在石油探勘和地震方面也可广泛应用。 
     B-OTDR（中文名称“布里渊散射光时域反射仪”）突破传统的常规OTDR衰减测试方法，可全程监测海底光缆制造、装卸、施工布放、运行维护中任何一段光纤的应力应变程度，从而直观地反应光纤在各工序中的受力状况，这对改进海底光缆的制造工艺、施工方案以及及早发现事故隐患，有着十分重要的意义。而保偏光纤放大器也可以应用于B-OTDR中。