專利名稱：用于wdm光傳輸?shù)墓庵苯臃糯笃鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光直接放大器，更具體地，涉及一種優(yōu)選用于波分復(fù) 用(WDM)光傳輸?shù)墓庵苯臃糯笃鳌?br> 背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于WDM光傳輸系統(tǒng)，由于光學(xué)元件或裝置(例如光互連) 的性能增強(qiáng)、旨在實(shí)現(xiàn)40Gbit/s光信號(hào)傳輸?shù)墓獍l(fā)射機(jī)/接收機(jī)的運(yùn)行加速 等原因，電功耗不斷增加。鑒于此原因，擔(dān)心WDM光傳輸系統(tǒng)中使用的 各種光學(xué)裝置的功耗過(guò)大。此外，已經(jīng)有降低功耗的需求，這當(dāng)中也包括 對(duì)環(huán)境政策的考慮。這樣，在WDM光傳輸系統(tǒng)中，功耗降低的重要性日
益上升o
當(dāng)在利用光中繼器的WDM光傳輸系統(tǒng)中通過(guò)光直接放大器發(fā)送光信 號(hào)時(shí)，由于使用的光直接放大器的放大頻帶中的增益偏差，傳輸特性可能 會(huì)惡化(即，發(fā)生數(shù)字誤差)。這是由于摻雜稀土元素的光纖(用作光直 接放大器的光放大介質(zhì))的增益的波長(zhǎng)特性具有溫度依賴性，并且所述增 益的溫度依賴性隨著環(huán)境溫度的改變而增加，導(dǎo)致傳輸特性惡化。因此， 存在這樣的需要光放大介質(zhì)要保持在比其允許溫度范圍更高的溫度上，
以避免由增益的波長(zhǎng)特性改變所引起的信道之間的增益偏差。為了滿足該 需要，常規(guī)上使用圖1中所示的光直接放大器。
圖1是具有常規(guī)典型結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110的透視圖，示 意性地示出了放大器110的結(jié)構(gòu)。在該放大器110中，光放大介質(zhì)lll由 安裝在放大器110 —側(cè)的加熱介質(zhì)112加熱。
光放大介質(zhì)111由巻盤llla和繞巻盤llla設(shè)置的放大用光纖lllb形 成。溫度傳感器113安裝在光纖lllb的附近。加熱介質(zhì)112是電加熱器， 其響應(yīng)供電而產(chǎn)生熱量。溫度控制電路114經(jīng)由電纜116禾卩117分別電連 接到加熱介質(zhì)112和光放大介質(zhì)111。溫度控制電路114總是監(jiān)控光放大
介質(zhì)111的溫度，控制加熱介質(zhì)112，使得光放大介質(zhì)111的溫度保持在 比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度。
由于現(xiàn)有技術(shù)的光直接放大器IIO具有上述結(jié)構(gòu)，增益具有溫度依賴
性的光放大介質(zhì)lll (即，光纖lllb)的溫度能夠保持恒定。因此，光纖
lllb增益的溫度偏差的影響被抑制，從而可獲得不受環(huán)境溫度影響的穩(wěn)定 WDM光傳輸特性。換句話說(shuō)，光放大介質(zhì)111的增益-波長(zhǎng)特性的溫度依 賴性可被抑制，從而產(chǎn)生與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)的增益-波長(zhǎng)特性。
另外，在圖l的結(jié)構(gòu)中，僅僅在光放大介質(zhì)lll (即，巻盤llla)的 一側(cè)設(shè)置加熱介質(zhì)112。然而，加熱介質(zhì)112可設(shè)置在圖1的結(jié)構(gòu)中的光 放大介質(zhì)lll (即，巻盤llla)的每一側(cè)。
下面是本發(fā)明除了上述現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110外的其它相關(guān)技術(shù)。
2001年公開(kāi)的專利文獻(xiàn)1 (日本未審專利公開(kāi)No. 2001-7428)公開(kāi)了 一種光放大器，其能夠容易地保持增益平坦。該光放大器用于WDM光傳 輸系統(tǒng)。
專利文獻(xiàn)1的光放大器包括光波導(dǎo)，用于光學(xué)放大信號(hào)光，其摻雜 有能夠通過(guò)激發(fā)光激發(fā)的熒光材料(例如，摻雜有熒光材料的放大用光 纖)；和激發(fā)裝置，用于向光波導(dǎo)提供激發(fā)光。該光放大器還包括輸出 控制裝置，用于控制輸出，使得從光波導(dǎo)輸出的信號(hào)光功率保持在目標(biāo)值； 和溫度控制裝置，用于基于輸入到光波導(dǎo)中的信號(hào)光功率控制至少一部分 光波導(dǎo)的溫度。
具體來(lái)說(shuō)，放大用光纖繞由具有極佳導(dǎo)熱性的材料(例如，鋁)制成 的繞線管設(shè)置。用于調(diào)節(jié)光纖溫度的珀耳帖(Peltier)元件和用于檢測(cè)光 纖溫度的熱敏電阻被粘附到該繞線管上。因此，如果輸出信號(hào)光功率試圖 隨輸入信號(hào)光功率的波動(dòng)而改變，則控制光纖的溫度，使得輸出信號(hào)光的 功率保持在目標(biāo)值。因此，光放大性能的退化被抑制，即便輸入信號(hào)光功 率波動(dòng)。結(jié)果，可容易地保持增益平坦。(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)l的權(quán)利要求1、 圖1以及段落0018-0022。)
1996年公開(kāi)的專利文獻(xiàn)2 (日本未審專利公開(kāi)No. 8-173560)公開(kāi)了 一種激光治療儀以及所用的探頭，其能夠同時(shí)實(shí)施激光治療和溫?zé)岑煼ǎ?br> 用于慢性疼痛治療，而不會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器的任何熱損壞。
專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的激光治療儀所用的探頭包括半導(dǎo)體激光器；熱模 塊(例如，珀耳帖元件)，用于冷卻半導(dǎo)體激光器；熱敏電阻，用于檢測(cè) 熱模塊的溫度；接觸傳感器電極，用于檢測(cè)與人體的接觸；陶瓷，發(fā)出遠(yuǎn) 紅外線；以及探頭外殼，用于封閉這些元件。熱模塊在其中心位置具有開(kāi) 口，半導(dǎo)體激光器的照射口插入該開(kāi)口中。半導(dǎo)體激光器的散熱板固定在 熱模塊的冷卻側(cè)上。用于發(fā)射遠(yuǎn)紅外線的陶瓷固定在熱模塊的相對(duì)加熱側(cè) 上。在使用時(shí)，陶瓷與人體接觸以實(shí)施溫?zé)岑煼?。由于上述的結(jié)構(gòu)，半導(dǎo) 體激光器能夠被強(qiáng)制冷卻，并因此增強(qiáng)了可靠性和耐久性。(參見(jiàn)專利文 獻(xiàn)2的圖1和段落0005、 0009以及0014-0015。)
然而，如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110中，電力不僅對(duì)于驅(qū) 動(dòng)用于激發(fā)光放大介質(zhì)lll (即，放大用光纖lllb)的激發(fā)光源、對(duì)于所 述激發(fā)光源的溫度調(diào)節(jié)、以及對(duì)于驅(qū)動(dòng)控制它們的控制電路是必須的，而 且對(duì)于驅(qū)動(dòng)加熱介質(zhì)112也是必須的。因此，希望通過(guò)低成本的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu) 來(lái)降低現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110的功耗。

發(fā)明內(nèi)容
做出本發(fā)明以滿足上述要求，本發(fā)明的目的是提供一種光直接放大 器，能夠以低成本的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)降低功耗。
根據(jù)下面的說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)清楚上述的以及其它未具體提 及的目的。
根據(jù)本發(fā)明的一種光直接放大器，包括 激發(fā)光源，用于光激發(fā)；
光放大介質(zhì)，響應(yīng)激發(fā)光源的光激發(fā)實(shí)現(xiàn)光放大功能； 溫度控制器，用于控制光放大介質(zhì)的溫度； 散熱元件，用于散發(fā)由激發(fā)光源產(chǎn)生的熱量；以及 熱傳遞調(diào)節(jié)器，設(shè)置在光放大介質(zhì)和散熱元件之間，用于允許熱量從
激發(fā)光源流入光放大介質(zhì)，并防止熱量從光放大介質(zhì)流入激發(fā)光源；
其中，光放大介質(zhì)通過(guò)經(jīng)由散熱元件和熱傳遞調(diào)節(jié)器施加由激發(fā)光源
產(chǎn)生的熱量而被加熱。
根據(jù)本發(fā)明的光直接放大器中，用于光激發(fā)光放大介質(zhì)的激發(fā)光源產(chǎn) 生的熱量被傳遞到散熱元件，然后，其被散發(fā)或輻射到所述光直接放大器 的外部。此外，用于允許熱量從激發(fā)光源流入光放大介質(zhì)并防止熱量從光 放大介質(zhì)流入激發(fā)光源的熱傳遞調(diào)節(jié)器設(shè)置在光放大介質(zhì)和散熱元件之 間。從而，光放大介質(zhì)通過(guò)經(jīng)由散熱元件和熱傳遞調(diào)節(jié)器施加激發(fā)光源產(chǎn) 生的熱量而被加熱。
因此，光放大介質(zhì)的溫度可利用激發(fā)光源產(chǎn)生的熱量而上升，從而保 持光放大介質(zhì)處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度。結(jié)果，用于加熱光放大介質(zhì) 所需的電功率不是必須的，從而所述光直接放大器的功耗可因此降低。
此外，除了現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器中包括的光放大介質(zhì)、激發(fā)光源以 及溫度控制器外，提供散熱元件和熱傳遞調(diào)節(jié)器就足夠了。此外，散熱元 件可容易地以具有良好熱傳導(dǎo)性的剛性元件實(shí)現(xiàn)，熱傳遞調(diào)節(jié)器可容易地 通過(guò)例如熱電效應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)。這表明，所述光直接放大器的結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)單的， 且以低成本實(shí)現(xiàn)。
由于上述結(jié)構(gòu)被結(jié)合到根據(jù)本發(fā)明的光直接放大器中，顯然該放大器
不同于專利文獻(xiàn)1公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器與專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的激光
治療儀的組合。
在根據(jù)本發(fā)明的光直接放大器中，例如，熱電效應(yīng)元件可優(yōu)選用作熱 傳遞調(diào)節(jié)器。然而，任何元件或裝置可用于該目的，只要其具有防止熱量 從光放大介質(zhì)流入激發(fā)光源的功能。
根據(jù)本發(fā)明的光直接放大器優(yōu)選用于WDM光傳輸。然而，該放大器 可用于WDM光傳輸外的任何其他類型的光傳輸，只要其需要響應(yīng)于激發(fā) 光源的光激發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)光放大功能的光放大介質(zhì)以及用于控制光放大介質(zhì) 溫度的溫度控制器，其中光放大介質(zhì)需要加熱。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的優(yōu)選實(shí)施例中，激發(fā)光源固定到散熱元件的 一個(gè)表面上，光放大介質(zhì)經(jīng)由熱傳遞調(diào)節(jié)器固定到散熱元件的另一表面 上。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即所述放大器的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的另一優(yōu)選實(shí)施例中，熱電效應(yīng)元件用作熱傳 遞調(diào)節(jié)器。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即熱傳遞調(diào)節(jié)器能夠以簡(jiǎn) 單且低成本的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 在根據(jù)本發(fā)明的放大器的又一優(yōu)選實(shí)施例中，熱電效應(yīng)元件形成為板 狀，并且該熱電效應(yīng)元件的一個(gè)表面緊密接觸散熱元件，而該熱電效應(yīng)元 件的另一表面緊密接觸光放大介質(zhì)。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)， 即熱量被有效地從散熱元件經(jīng)由熱傳遞調(diào)節(jié)器傳遞到光放大介質(zhì)。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的另一優(yōu)選實(shí)施例中，額外設(shè)置用于加熱光放 大介質(zhì)的加熱器。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，S卩，即使由于例如 環(huán)境溫度極低這樣的原因而難以利用激發(fā)光源產(chǎn)生的熱量保持光放大介 質(zhì)處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度，也可使用所述光直接放大器。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的又一優(yōu)選實(shí)施例中，光放大介質(zhì)由光纖形 成。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即凸顯本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的另一優(yōu)選實(shí)施例中，溫度控制器被配置為保 持光放大介質(zhì)的溫度處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度。在該實(shí)施例中，存在 另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即凸顯本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的放大器的又一優(yōu)選實(shí)施例中，所述放大器配置用于
WDM光傳輸。在該實(shí)施例中，存在另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即凸顯本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。


為了本發(fā)明能夠容易實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在將參考附圖進(jìn)行說(shuō)明。
圖1為示意性示出現(xiàn)有技術(shù)^直接放大器結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖2為示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光直接放大器結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3為示意性示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光直接放大器整體結(jié)構(gòu)的 說(shuō)明圖，其中所述放大器用于利用光中繼器的WDM光傳輸系統(tǒng)。
圖4為示意性示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光直接放大器結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
第一實(shí)施例
如圖2所示，根據(jù)第一實(shí)施例的光直接放大器10包括光放大介質(zhì) 11，響應(yīng)于用于激發(fā)的半導(dǎo)體激光器19 (即，激發(fā)光源)的光激發(fā)，實(shí)現(xiàn)
光放大功能；以及溫度控制電路14，用于控制放大介質(zhì)11的溫度。這點(diǎn) 與先前參考圖1說(shuō)明的現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110相同。
然而，與現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110不同，該直接放大器10還包括 散熱基底(即，散熱元件)15,用于散發(fā)半導(dǎo)體激光器19產(chǎn)生的熱量， 以及珀?duì)柼K12 (其是一種熱電效應(yīng)元件)，用于防止熱量從放大介質(zhì) 11流入激光器19，其中珀?duì)柼K12設(shè)置在放大介質(zhì)11和散熱基底15 之間。珀?duì)柼K12用作熱傳遞調(diào)節(jié)器，用于允許熱量從半導(dǎo)體激光器 19流入放大介質(zhì)11并防止熱量從介質(zhì)11流入激光器19。放大介質(zhì)11被 配置為經(jīng)由散熱基底15和珀?duì)柼K12利用由半導(dǎo)體激光器19產(chǎn)生的 熱量加熱。換句話說(shuō)，從半導(dǎo)體激光器19以熱量形式發(fā)出的電力和從溫 度調(diào)節(jié)元件(未示出)以熱量形式發(fā)出的電力經(jīng)由珀?duì)柼K12和散熱 基底15被傳送給放大介質(zhì)11，其中溫度調(diào)節(jié)元件對(duì)激光器19進(jìn)行溫度調(diào) 節(jié)。
這里，放大介質(zhì)11由例如由鋁制成的近似圓柱的巻盤lla以及繞該 巻盤lla若干次設(shè)置的放大用摻鉺光纖(EDF) llb形成。然而，也可以 使用摻雜任何其它稀土元素的放大用光纖?？墒褂萌魏纹渌愋偷墓饫w， 只要其響應(yīng)于激發(fā)光源的光激發(fā)實(shí)現(xiàn)光放大功能。除了光纖，具有任何其 它結(jié)構(gòu)和/或形式的任何光放大^質(zhì)都可用于該目的。
散熱基底15為矩形板，由具有良好導(dǎo)熱性的剛性材料制成，例如， 不銹鋼。
珀?duì)柼K12具有矩形板或片狀的形狀，比散熱基底15小。模塊12 的一個(gè)表面固定到散熱基底15與模塊12相對(duì)的一平坦表面上。這是為了 確保散熱基底15和放大介質(zhì)11之間的良好導(dǎo)熱性，并且減少光直接放大 器10的體積以節(jié)省空間。為了確保散熱基底15和珀?duì)柼K12之間的 良好導(dǎo)熱性，珀?duì)柼K12位于散熱基底15 —側(cè)的整個(gè)表面緊密接觸基 底15的相對(duì)表面。珀?duì)柼K12位于散熱基底15相對(duì)側(cè)的整個(gè)表面固 定到放大介質(zhì)11的巻盤lla的邊緣形(brim-shaped)部分的一個(gè)表面上 并與之緊密接觸。這是為了確保放大介質(zhì)11和珀?duì)柼K12之間的良好
導(dǎo)熱性。
半導(dǎo)體激光器19是芯片形的，用于激發(fā)放大介質(zhì)11 (g卩，光纖llb)。 激光器19的一個(gè)表面固定到散熱基底15與珀?duì)柼K12相對(duì)的表面上
并與之緊密接觸。這是為了確保半導(dǎo)體激光器19和散熱基底15之間的良 好導(dǎo)熱性，從而使得在其工作中，從激光器19發(fā)出的熱量被有效傳遞到 散熱基底15。
珀?duì)柼K12將從半導(dǎo)體激光器19發(fā)出的熱量傳遞到放大介質(zhì)11;
然而，模塊12不執(zhí)行反方向的熱傳遞。這意味著，珀?duì)柼K12是一種 能夠僅允許單向熱傳導(dǎo)的裝置。模塊12允許熱量從半導(dǎo)體激光器19流入 放大介質(zhì)ll，同時(shí)，防止熱量從放大介質(zhì)11流入激光器19。因此，有效 避免了從放大介質(zhì)11發(fā)出的熱量被施加到激光器19、而使激光器19不能 正常工作的情況。這里描述的這種單向熱傳導(dǎo)可容易地實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)將 珀?duì)柼K12的發(fā)熱側(cè)設(shè)置在激光器19 一側(cè)，并且將模塊12的吸熱側(cè) 設(shè)置在放大介質(zhì)11 一側(cè)。
用作溫度傳感器的熱敏電阻13安裝在放大介質(zhì)11 (即，繞巻盤lla 設(shè)置的放大用光纖lib)的外表面上。熱敏電阻13經(jīng)由電纜17電連接到 溫度控制電路14。珀?duì)柼K12也經(jīng)由電纜16電連接到所述電路14。
溫度控制電路14始終通過(guò)熱敏電阻13監(jiān)控放大介質(zhì)11 (即，光纖 lib)的溫度。此外，該電路14以使熱敏電阻13的電阻保持常數(shù)的方式 控制或調(diào)節(jié)提供給珀?duì)柼K12的電流，從而控制放大介質(zhì)11的溫度。 這樣，放大介質(zhì)11的溫度保持在預(yù)定溫度(即，選擇溫度)。該預(yù)定的選 擇溫度比放大介質(zhì)11可安裝的環(huán)境溫度允許范圍的最高溫度要高。
為了保持放大介質(zhì)11處于該選擇溫度，需要施加熱量。因而，利用 從用于在工作中激發(fā)所述介質(zhì)11的半導(dǎo)體激光器19發(fā)出的熱量。由于這 一原因，不需要包括先前參照?qǐng)D1說(shuō)明的現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器110中所 設(shè)置的加熱介質(zhì)(加熱器)112。
由于上述這種結(jié)構(gòu)，在工作中，來(lái)自半導(dǎo)體激光器19的熱量(過(guò)去 被散發(fā)到空氣中)能夠用于加熱放大介質(zhì)U。因此，光直接放大器io的 功耗可降低。
光纖18的一端連接到半導(dǎo)體激光器19的輸出部分。向激光器19供
給以預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電流以產(chǎn)生激光振蕩，從而從激光器19的輸出部分發(fā)出 激發(fā)用的預(yù)定激光。這樣輸出的激發(fā)用激光通過(guò)光纖18發(fā)送到放大介質(zhì)11。
當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的光直接放大器10應(yīng)用于利用光中繼器的WDM光 傳輸系統(tǒng)時(shí)，放大器10具有圖3所示的整體結(jié)構(gòu)。
光直接放大器10包括用于信號(hào)光傳輸?shù)墓饫w33。 WDM光波導(dǎo)耦合 器34安裝在光纖33的輸入端子31和輸出端子32之間。光纖18的一端 被光連接到WDM光波導(dǎo)耦合器34，半導(dǎo)體激光器19的輸出光(即，激 發(fā)光)通過(guò)這一端發(fā)送到所述光纖18的外部。放大介質(zhì)11的光纖lib被 光連接到光纖33。
WDM光波導(dǎo)耦合器34將通過(guò)輸入端子31發(fā)送到光纖33中的信號(hào)光 和從半導(dǎo)體激光器19發(fā)出的激發(fā)光耦合，同時(shí)，波分復(fù)用如此耦合的信 號(hào)光和激發(fā)光。如此產(chǎn)生的波分復(fù)用信號(hào)和激發(fā)光通過(guò)光纖33向輸出端 子33傳輸。在該傳輸過(guò)程中，波分復(fù)用激發(fā)光進(jìn)入放大介質(zhì)11的光纖lib 并激發(fā)該光纖llb，從而導(dǎo)致所述光纖lib中的預(yù)定光放大操作。由于所 述光放大操作，在光纖33中傳播的波分復(fù)用信號(hào)光的波形被放大，此后， 如此放大的波分復(fù)用信號(hào)光從輸出端子32發(fā)出。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光直接放大器10中，如上所述，由用于光 激發(fā)光放大介質(zhì)11 (即，放大用光纖Ub)的半導(dǎo)體激光器19產(chǎn)生的熱 量，被傳遞到散熱基底15，然后，散發(fā)或輻射到光直接放大器IO的外部。 此外，允許熱量從激光器19流入放大介質(zhì)11并防止熱量從放大介質(zhì)11 流入激光器19的珀?duì)柼K12設(shè)置在放大介質(zhì)11和散熱基底15之間。 因此，放大介質(zhì)11通過(guò)經(jīng)由散熱基底15和珀?duì)柼K12施加由激光器 19產(chǎn)生的熱量(所述熱量過(guò)去被散發(fā)到大氣中)而被加熱。
因此，利用激光器19產(chǎn)生的熱量，放大介質(zhì)11的溫度可上升，從而 保持放大介質(zhì)11處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度。結(jié)果，不必需要加熱放 大介質(zhì)11所需的電功率，因而能夠降低第一實(shí)施例的光直接放大器10的 功耗。
此外，除了現(xiàn)有技術(shù)光直接放大器IIO包括的放大介質(zhì)111、半導(dǎo)體 激光器(圖1未示出)以及溫度控制電路114，只需再為放大器IO提供散
熱基底15和珀?duì)柼K12就足夠了。另外，散熱基底15可容易地用具 有良好導(dǎo)熱性的剛性構(gòu)件實(shí)現(xiàn)，珀?duì)柼K12可容易地利用公知的熱電 效應(yīng)元件實(shí)現(xiàn)。這表明，根據(jù)第一實(shí)施例的光直接放大器10的結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn) 單的，并在低成本下實(shí)現(xiàn)。
第二實(shí)施例
根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光直接放大器10A具有圖4所示的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)第二實(shí)施例的放大器10A的結(jié)構(gòu)與根據(jù)第一實(shí)施例的上述光直 接放大器10相同，除了在放大介質(zhì)11的巻盤lla與珀?duì)柼K12相對(duì) 的表面上額外安裝加熱器20。換句話說(shuō)，放大器10A的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于放大 器10的結(jié)構(gòu)和加熱器20的組合。因此，這里采取與圖2的第一實(shí)施例中
使用的相同的附圖標(biāo)記，省略了相同結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
加熱器20是一種響應(yīng)于供電產(chǎn)生熱量的電加熱器。這里，加熱器20 的形狀為矩形板或片狀。該形狀是考慮到光放大介質(zhì)11的巻盤lla的熱 傳導(dǎo)性以及節(jié)省空間而確定的。加熱器20經(jīng)由電纜21電連接到溫度控制 電路14。由于溫度控制電路14的工作，加熱器20可根據(jù)需要工作或激活 以產(chǎn)生熱量。這樣從加熱器20產(chǎn)生的熱量與半導(dǎo)體激光器19產(chǎn)生的熱量
一起按需施加到放大介質(zhì)11。
根據(jù)第二實(shí)施例的光直接放大器IOA中，由于上述結(jié)構(gòu)，除了第一實(shí) 施例的放大器10的優(yōu)點(diǎn)，還存在另外的優(yōu)點(diǎn)，即，即使由于如環(huán)境溫度 極低這樣的原因而導(dǎo)致利用半導(dǎo)體激光器19產(chǎn)生的熱量難以保持放大介 質(zhì)11處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定選擇溫度，放大器10A也能夠使用。
由于第二實(shí)施例的放大器10A包括加熱器20，如果加熱器20工作， 功耗將比第一實(shí)施例的放大器10大。然而，主要利用由激光器19產(chǎn)生的 熱量來(lái)加熱放大介質(zhì)11。因此，放大器10A的功耗比先前描述的現(xiàn)有技 術(shù)放大器110低。
其它實(shí)施例
上述的第一和第二實(shí)施例是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。因此，不用說(shuō)，本 發(fā)明不限于這些實(shí)施例，可對(duì)它們做出任何改進(jìn)。
例如，第一和第二實(shí)施例中熱敏電阻13用作溫度傳感器；然而，任 何其它類型的溫度傳感器可用于該目的。
雖然在第一和第二實(shí)施例中使用其中繞巻盤lla設(shè)置放大用光纖lib
的光放大介質(zhì)11，但本發(fā)明不限于此。放大介質(zhì)II可具有任何其它結(jié)構(gòu)，
例如包括繞巻盤lla設(shè)置的放大用寬(即，片狀)光纖的結(jié)構(gòu)，或者僅僅
包括放大用光纖而沒(méi)有巻盤llb的結(jié)構(gòu)。代替放大用光纖，可使用任何其 它類型的光放大介質(zhì)。
上述實(shí)施例中半導(dǎo)體激光器19用作光放大介質(zhì)11的激發(fā)光源。然而， 本發(fā)明不限于半導(dǎo)體激光器?？墒褂萌魏纹渌愋偷募ぐl(fā)光源。
作為溫度控制電路14,可使用具有任何結(jié)構(gòu)的溫度控制電路，只要可 與根據(jù)本發(fā)明類型的光直接放大器一起使用。
在上述實(shí)施例中，半導(dǎo)體激光器19固定在散熱基底15的一個(gè)表面上。 然而，本發(fā)明不限于此。如果由激光器19產(chǎn)生的熱量可傳遞到基底15， 例如通過(guò)使用介于激光器19和基底15之間的合適的熱傳遞元件，激光器 19可安裝成離開(kāi)基底15。
在上述第二實(shí)施例中，使用片狀電加熱器20。然而，可使用任何其它 類型的加熱器，只要其能加熱光放大介質(zhì)11。
雖然已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選形式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明 的精神可進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種光直接放大器，包括激發(fā)光源，用于光激發(fā)；光放大介質(zhì)，響應(yīng)激發(fā)光源的光激發(fā)實(shí)現(xiàn)光放大功能；溫度控制器，用于控制光放大介質(zhì)的溫度；散熱元件，用于散發(fā)由激發(fā)光源產(chǎn)生的熱量；以及熱傳遞調(diào)節(jié)器，設(shè)置在光放大介質(zhì)和散熱元件之間，用于允許熱量從激發(fā)光源流入光放大介質(zhì)，并防止熱量從光放大介質(zhì)流入激發(fā)光源；其中，光放大介質(zhì)通過(guò)經(jīng)由散熱元件和熱傳遞調(diào)節(jié)器施加由激發(fā)光源產(chǎn)生的熱量而被加熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，激發(fā)光源固定到散熱元件的一 個(gè)表面上，并且光放大介質(zhì)經(jīng)由熱傳遞調(diào)節(jié)器固定到散熱元件的另一表面 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，熱電效應(yīng)元件被用作熱傳遞調(diào) 節(jié)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，熱電效應(yīng)元件形成為板狀，并 且該熱電效應(yīng)元件的一個(gè)表面緊密接觸散熱元件，而該熱電效應(yīng)元件的另 一表面緊密接觸光放大介質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的放大器，還包括加熱器，用于加熱光放大介質(zhì)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的放大器，其中，光放大介質(zhì)由光纖形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的放大器，其中，溫度控制器被配置為保持光放 大介質(zhì)的溫度處于比環(huán)境溫度高的預(yù)定溫度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的放大器，其中，所述放大器被配置成用于WDM光傳輸。
全文摘要
一種用于WDM光傳輸?shù)墓庵苯臃糯笃?，以低成本的?jiǎn)單結(jié)構(gòu)降低了功耗。該放大器包括光放大介質(zhì)(例如，光纖)，其響應(yīng)于激發(fā)光源(例如，半導(dǎo)體激光器)的光激發(fā)實(shí)現(xiàn)光放大功能；溫度控制器，用于控制放大介質(zhì)的溫度；散熱元件，用于散發(fā)由該光源產(chǎn)生的熱量；以及熱傳遞調(diào)節(jié)器(例如，珀?duì)柼K)，用于允許熱量從該光源流入放大介質(zhì)并防止熱量從放大介質(zhì)流入該光源。放大介質(zhì)通過(guò)經(jīng)由散熱元件和熱傳遞調(diào)節(jié)器施加由該光源產(chǎn)生的熱量而被加熱。
文檔編號(hào)H04B10/17GK101350677SQ200810127749
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者濱田聰 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社