技术领域
[0001] 本发明属于光处理领域，尤其涉及一种光信号放大装置及方法。
相关背景技术
[0002] 随着光学技术的发展，光纤因其传输高效、高速的特点已被大量应用至通信领域中，是通信传输过程中最重要的组成元件之一。而在光纤通信中，光学放大器也是至关重要的一环。
[0003] 现有技术中的普通光学放大器输出脉冲激光，有两种模式。第一种，脉冲输出泵浦光；由于泵浦光的响应速度，这种方式通常只能做到低频范围脉冲激光。第二种，脉冲种子光经过连续泵浦的光学放大器，这种方式由于粒子数的累计限制，脉冲频率范围只能在中‑高频区域，无法进行低频的脉冲放大，频率过低不仅光学放大器输出的放大信号会出现失真，甚至会损坏光学放大器，导致光信号处理低效甚至停滞，且无法在线调节脉冲光信号的频率和脉冲宽度。
[0004] 基于以上，本申请提供了解决以上技术问题的技术方案。
具体实施方式
[0033] 以下对本发明的各个方面进行进一步详述。
[0034] 除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。
[0035] 以下对术语进行说明。
[0036] 除非另有明确的规定和限定，本发明中所述的“或”，包含了“和”的关系。所述“和”相当于布尔逻辑运算符“AND”，所述“或”相当于布尔逻辑运算符“OR”，而“AND”是“OR”的子集。
[0037] 可以理解到，尽管术语“第一”、“第二”等等可以在此用来说明不同的元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅仅用来将一个元件与另一个元件区分开。因此，第一元件可以被称为第二元件，而不背离本发明构思的教导。
[0038] 本发明中，术语“含有”、“包含”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”包含在术语“含有”、“包含”或“包括”中。
[0039] 除非另有明确的规定和限定，本发明的术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0040] 例如，如果一个元件(或部件)被称为在另一个元件上、与另一个元件耦合或者与另一个元件连接，那么所述一个元件可以直接地在所述另一个元件上形成、与之耦合或者与之连接，或者在它们之间可以有一个或多个介于中间的元件。相反，如果在此使用表述“直接在......上”、“直接与......耦合”和“直接与......连接”，那么表示没有介于中间的元件。用来说明元件之间的关系的其他词语应该被类似地解释，例如“在......之间”和“直接在......之间”、“附着”和“直接附着”、“相邻”和“直接相邻”等等。
[0041] 另外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。可以理解到，在此，这些术语用来描述如在附图中所示的一个元件、层或区域相对于另一个元件、层或区域的关系。除了在附图中描述的取向之外，这些术语应该也包含装置的其他取向。
[0042] 本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0044] 还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。例如，在附图中的元件的厚度可以为了清楚性起见而被夸张。
[0045] 实施例一
[0046] 针对现有技术中光学放大器处理场景受限的场景，参见附图1，本发明提供了一种光信号放大装置，包括：
[0047] n个光信号发生器1，每个光信号发生器1用于发出初始光信号，每个光信号发生器发出的光信号的波长不同，n≥2。
[0048] 具体的，初始光信号为激光，初始光信号为固定波长的信号，每个初始光信号的波长可由实际需求确定。
[0049] 选择组件2，用于在多个n个光信号发生器之间切换，连通n个光信号发生器1中的一个，并输出光信号，所述光信号为选择组件2连通激光发生器后输出的激光。
[0050] 在一个优选的实施例中，选择组件2为能够在多个光信号发生器1之间快速切换的光开关；优选的，所述选择组件2为电光调制器EOM。
[0051] 具体的，电光调制器(Electro‑optic Modulators，EOM)是一种可用于用电控信号控制光的功率、相位或偏振的装置，当电光调制器作为选择组件时最快切换速度可达纳秒级，因此电光调制器EOM是性能优秀的快速选择组件。
[0052] 应当理解，上述选择组件的优选方式作为仅为示例，包括但不限于的其他选择组件，只要不对本发明的发明目的产生限制任何形式的增加或删减都应当被包含在本发明的主旨内。
[0053] 光学放大器3，用于放大所述光信号并输出放大光信号。
[0054] 在一个优选的实施例中，光学放大器3为稀土掺杂增益放大器、光纤放大器、拉曼放大器、半导体光放大器中的一种或多种。
[0055] 优选的，所述光学放大器3为稀土掺杂增益放大器，所述稀土掺杂增益放大器可以是掺镱放大器、掺铒放大器、掺铥放大器中的一种。
[0056] 分光组件4，用于分离所述放大光信号，得到多个分离信号。
[0057] 在一个优选的实施例中，所述分光组件4包括若干个能够分离不同波长的光学器件5，每个光学器件5用于根据不同的波长将放大的光信号分离为两个不同的光信号，光学器件5的数量为m，m＝n‑1。
[0058] 在一个优选的实施例中，若初始光信号为连续信号，则分离信号为脉冲信号；若出事光信号为脉冲信号，则分离信号为脉冲串。
[0059] 具体的，作为本发明一个优选的实施方式，如附图2所示，若光信号发生器1数量为3个，放大的连续光信号中将包括三个不同的波长，此时分光组件4中包含两个二向色镜5，第一二向色镜5用于从连续光信号中分离出第一脉冲，第一脉冲为第一波长的光信号，该第一波长对应第一光信号发生器1发出的初始光信号的波长，第二二向色镜5用于从接收到的光信号中分离出第二脉冲和第三脉冲。其中，第二脉冲为第二波长的光信号，该第二波长对应第二光信号发生器1发出的初始光信号的波长，第三脉冲为第三波长的光信号，该第三波长对应第三光信号发生器1发出的初始光信号的波长，输入第二二向色镜5的光信号中仅包含第二波长与第三波长的光信号。
[0060] 若光信号发生器1数量为4个，放大的连续光信号中将包括四个不同的波长，该种情况下分光组件4中包括三个二向色镜5，以此类推。
[0061] 其中，n个光信号发生器1、选择组件2、光学放大器3和分光组件4依次连接。
[0062] 在一个优选的实施例中，脉冲信号个数为n，每个脉冲信号的波长与每个光信号发生器1发出的光信号的波长相对应。
[0063] 作为本发明一个优选的实施方式，如附图3所示，光信号发生器1数量为2，第一光信号发生器发出波长为1030nm的连续的初始光信号，第二光信号发生器发出波长为1064nm的连续的初始光信号，所述光学放大器3为掺镱放大器。
[0064] 选择组件2以1GHz的频率在第一光信号发生器和第二光信号发生器之间快速切换，连通第一光信号发生器时输出1030nm的光信号，连通第二光信号发生器时输出1064nm的光信号，得到包含1030nm、1064nm的连续光信号。掺镱放大器放大该连续光信号并输出至分光组件4。
[0065] 分光组件4包含一个二向色镜5，根据放大的连续光信号中的多个波长将放大的连续光信号分离为第一脉冲和第二脉冲，第一脉冲波长为1030nm，第二脉冲波长为1064nm，第一脉冲、第二脉冲的频率均为1GHz。
[0066] 应当理解，上述实施例作为仅为示例，包括但不限于的其他的方案，只要不对本发明的发明目的产生限制任何形式的增加或删减都应当被包含在本发明的主旨内。
[0067] 本发明的方案利用选择组件2在多个光信号发生器1之间切换代替了直接将高频脉冲信号输入光学放大器3，再使用分光组件4将放大后的光信号分离为多个脉冲，利用普通的光学放大器3及选择元件2、分光组件4即可实现高频脉冲信号的输出，本发明的方案结构简单、成本较低，输出的高频脉冲结果准确、鲁棒性强。此外，本发明的方案只需通过调节选择组件的切换速度即可快速实现脉冲信号的脉冲宽度调整，能够简便地调节输出的脉冲信号的参数，提升调试的效率。
[0068] 实施例二
[0069] 参见图4，为本发明的另一个具体实施方式的光信号放大方法的示意图。光信号放大方法包括以下步骤：
[0070] 步骤S1、n个光信号发生器发出波长各不相同的初始光信号，初始光信号为连续信号，n≥2；
[0071] 步骤S2、选择组件在多个n个光信号发生器之间切换，连通n个光信号发生器中的一个，并输出连续光信号，所述连续光信号为选择组件连通的激光发生器发出的激光；
[0072] 步骤S3、利用光学放大器放大所述连续光信号并输出放大光信号，所述放大光信号为连续信号；
[0073] 步骤S4、利用分光组件分离所述放大的连续光信号，得到多个脉冲信号；
[0074] 其中，n个光信号发生器、选择组件、光学放大器和分光组件依次连接。
[0075] 综上，本发明获得了如下效果：
[0076] 1、利用选择组件在多个光信号发生器之间切换，在导通相应的光信号发生器时将其发出的光信号传输至光学放大器，将连续信号输入光学放大器，再使用分光组件将放大后的光信号分离为多个脉冲，利用普通的光学放大器即可实现高频脉冲信号的输出，本发明的方案结构简单、成本较低，输出的高频脉冲结果准确、鲁棒性强。
[0077] 2、不需要调节光信号发生器，只需通过调节选择组件的切换速度即可快速实现满功率脉冲信号的脉冲宽度调整，能够简便地调节输出的脉冲信号的参数，提升调试的效率。
[0078] 基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0079] 本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0080] 应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
[0081] 在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
