姜倩文, 徐雅燕, 林瑜佳, 李文康, 蒲 彬

(上海无线电设备研究所,上海201109)

0 引言

随着卫星激光通信技术向着长距离、高速率的方向发展,对通信链路发射端提出了大功率、高可靠性、高调制速率的要求[1]。掺饵光纤放大器(EDFA)作为空间光通信最常用的光放大器件,面临大功率、低噪声、高稳定性的性能需求。EDFA基本结构主要包括激光泵浦源、掺饵光纤(EDF)以及光无源器件,其中激光泵浦源是决定EDFA增益大小和能否稳定输出的核心因素之一[2-3]。由于半导体泵浦源电流和温度的任何微小变化都会影响EDFA的输出状态[4-5],为保证EDFA的恒定输出,稳定可靠的泵浦驱动控制电路至关重要[6]。

本文设计了一种基于自动功率控制(APC)的高功率EDFA泵浦驱动电路,利用模拟比例-积分-微分(PID)控制电路和基于对数放大的功率监测电路实现对功率驱动电路的闭环控制,保证光放大信号的恒功率稳定输出。

1 级联EDFA结构

为实现高功率的激光发射,系统采用级联泵浦机制对入射光信号进行放大,两级串联泵浦结构如图1所示。分光器Tap1和Tap2按照对应的分配比例将大部分能量透射进光纤系统,同时吸收小部分入射光能量送入光电检测器Monitor1和Monitor2,用以监测EDFA输入或输出光功率。光隔离器ISO1～ISO3可抑制信号光反射形成的自激振荡,并隔离后向放大器自发辐射噪声(ASE)。泵浦激光器Pump1和Pump2用于提供光激励,通过波分复用器 WDM1和WDM2分别将泵浦光耦合至掺饵光纤EDF1和EDF2,将基态铒离子抽运至较高能级。光滤波器Filter1和Filter2对主波长附近的信号光滤波,同时过滤掉泵浦光源产生的噪声光信号,保证输出信号光的光谱质量。……