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[摘 要]本文主要介绍了光放大器的发展状况，基于对相关专利申请的分析对光放大器进行了梳理，以产业和科研的关注点结合国际专利分类体系，确定了主要的研究方向和研究对象的分类号分布范围。首先，研究方向确定为光放大器领域中的拉曼放大器和混合放大器、以及实现光放大器性能的电学控制技术，确定的分类号范围包括所有涉及光放大器的分类号，针对上述分类号，结合前面提到的三个主要技术方向的关键词表达，确定本课题研究的范围。
[关键词]拉曼放大器，掺铒光纤放大器，泵浦激光器，混瞬态效应，增益控制，增益平坦，增益锁定；专利申请
中图分类号：O439 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0352-01
1 混合型光放大器的研究与应用
1.1 混合光放大器技术概述
1.1.1 技术简介
从光纤放大器的发展来看，九十年代掺饵光纤放大器（EDFA）开始取代传统的光电光的中继方式，很大程度上降低了光电转换的成本；光放大器能更好的与光纤耦合，实现多路光信号同时放大，且具有增益高、噪声低的特点。目前在所有光放大器中，掺饵光纤放大器的发展最为成熟，它能够放大1530-1565nm范围的波段（C波段），且具有高增益、低噪声和可多路放大的优点。但是C波段只有35nm的带宽，仅占光纤低损耗频谱的一小部分，因此人们又开发了L波段（1570-1620nm）的EDFA和S波段（1480-1530 nm）的TDFA等其它波段的光放大器。光纤通信系统容量的急剧扩大，对光放大器提出越来越高的要求，当高速超长距离传输系统所利用的频段不断扩大和波长数不断增加时，需要研究新的宽带光放大器，为此利用光纤的非线性效应—受激拉曼散射（SRS）进行光放大的拉曼光纤放大器应运而生，它是唯一一种能够实现全波段放大的光放大器。当适当波长的泵浦光注入到光纤中，拉曼频移处的光信号将得到放大，基于这种原理的放大器称之为拉曼光放大器。因为拉曼光放大器能够延长传输距离，提高频谱的利用率，以及实现超宽带放大，因此近年来分布式拉曼放大器（DRA）的应用也越来越广泛。
1.1.2 四种混合放大器类型
第一类：
采用分布式拉曼放大和分立式EDFA放大：EDFA放大部分采用两级EDFA，中间加入增益均衡器，而拉曼峰值增益较小。
试验方案：两级EDFA加上一个宽带增益均衡器和在传输光纤中采用反向拉曼泵浦放大： 上图即为放大器的结构图，放大器由一个两级ED队放大部分和反向分布式拉曼
第二类：
同第一种，采用分布式拉曼放大和分立式EDFA放大：但EDFA放大部分采用单级EDFA和一个外部增益均衡器，而拉曼峰值增益较大。
一段50Km长的传输光纤，色散位移光纤（DSF），用作拉曼增益介质，它由一个拉曼泵浦模块通过一个环回器（circulator）反向泵浦。此拉曼泵浦模块包含了一个1535nm的高功率光源，一个1476nm激光二极管（LD）模块和一个波长可选择的藕合器。1476nmLD模块包含了2个Fabry-Perot LDs和一个极化光合成器。1535nm光源由高功率的EDFA和光带通滤波器以及高功率的放大的自发辐射光构成。拉曼放大器与采用一段短的基于氟化物的掺饵光纤的EDFA相级连，在EDFA里2.Om长的掺饵光纤由一个1480nm的LD正向泵浦。一个简单的增益均衡器（GEQ）放置在EDFA后面。
第三类：
采用两级EDFA，中间加入增益均衡器和采用大数值孔径锗硅光纤的拉曼放大器（拉曼峰值增益较小）。试验方案：
增益进行了平坦化的两级EDFA（基于氟化物光纤的EDFA），中间是个采用大数值孔径（NA）锗硅光纤（用作拉曼光纤）的拉曼放大器。在这个结构中，拉曼光纤并不用作传输光纤，因此是作为分立式放大器使用。
第四类：
采用EDFA加内部增益均衡器加双级拉曼放大器，其中拉曼放大器具有大的拉曼增益。试验方案：
此试验中的混合型光纤放大器由一个单级EDFA、一个同时在三个波长处得到激光泵浦的两级分立式RFA以及低峰值损耗的GEQ。
1.2 混合光放大器专利概况
1.2.1全球专利状况
截至2014年8月底，在DWPI数据库中检索到涉及有关的混合光放大器的专利申请达到339项。
1.2.2技术趋势分析
经检索得到全球范围内混合相关技术的专利申请339项。
数据显示，1993年之前，混合相关专利申请并不是很多。2001-2003年三年期间申请量数量较多，2001年为60件申请，达到峰值。
1.2.3区域布局分析
在该领域， 全球的专利申请主要集中在美国、日本、通过PCT申请、欧洲以及中国，其中在美国进行的专利申请有195件，数量上排名第一，在日本进行的专利申请有133件，数量上排名第二，而通过PCT申请、在欧洲、中国以及德国的专利申请量分别为96件、91件以及60件。这反映出美国、日本、欧盟及中国是当今相关产品的重要市场。
1.2.4主要申请人分析
从结果显示出混合相关专利申请的重点申请人及其在该领域的专利申请量。该领域的重点申请人包括富士通、NEC、JDS等。
2 重点申请人分析
2.1 捷迪讯专利申请分析
捷迪讯通讯技术有限公司（JDSU）为目前全球最大光纤零件供应商，光通讯领域巨头之一。JDSU成立于1981年，经过20余年的发展，不断推行收购的战略，逐步成为全球光电企业的龙头老大就离不开其一系列的收购活动。据不完全统计，从1999年收购Ramar Corporation起，在到2004年5年左右的时间内，JDSU至少进行了15次收购，其中1999年4次，2000年3次，2001年2次，2002年3次，2003年1次，2004年到目前已进行过2次收购。通过收购，JDSU的光器件几乎覆盖光通信领域的所有光器件，从无源到有源，从芯片到模块，发展成为光电器件的龙头企业。
2.2 菲尼萨专利申请分析
菲尼萨（Finisar）是一家美国纳斯达克上市公司（Nasdaq交易代码：FNSR ，市值$ 1，755，614，820 ，截止2011年11月），是全球最大、技术最先进的光通讯器件供应商，为电讯设备及服务商、光学显示、安全系统、医疗器械、环保设备、航空及防御体系提供光学组件、模块及子系统。公司目前年产值超过10亿美元，在全球有10000多名员工，中国有3000多名员工。思科、IBM、华为、阿尔卡特-朗讯、惠普、甲骨文等知名公司都是其大客户。Finisar成立于1987年，总部位于美国加州旧金山湾区的硅谷，目前在中国、马来西亚、美国、澳大利亚、以色列、新加坡、印度、韩国等国家设有子公司和研发中心。
[关键词]拉曼放大器，掺铒光纤放大器，泵浦激光器，混瞬态效应，增益控制，增益平坦，增益锁定；专利申请
中图分类号：O439 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0352-01
1 混合型光放大器的研究与应用
1.1 混合光放大器技术概述
1.1.1 技术简介
从光纤放大器的发展来看，九十年代掺饵光纤放大器（EDFA）开始取代传统的光电光的中继方式，很大程度上降低了光电转换的成本；光放大器能更好的与光纤耦合，实现多路光信号同时放大，且具有增益高、噪声低的特点。目前在所有光放大器中，掺饵光纤放大器的发展最为成熟，它能够放大1530-1565nm范围的波段（C波段），且具有高增益、低噪声和可多路放大的优点。但是C波段只有35nm的带宽，仅占光纤低损耗频谱的一小部分，因此人们又开发了L波段（1570-1620nm）的EDFA和S波段（1480-1530 nm）的TDFA等其它波段的光放大器。光纤通信系统容量的急剧扩大，对光放大器提出越来越高的要求，当高速超长距离传输系统所利用的频段不断扩大和波长数不断增加时，需要研究新的宽带光放大器，为此利用光纤的非线性效应—受激拉曼散射（SRS）进行光放大的拉曼光纤放大器应运而生，它是唯一一种能够实现全波段放大的光放大器。当适当波长的泵浦光注入到光纤中，拉曼频移处的光信号将得到放大，基于这种原理的放大器称之为拉曼光放大器。因为拉曼光放大器能够延长传输距离，提高频谱的利用率，以及实现超宽带放大，因此近年来分布式拉曼放大器（DRA）的应用也越来越广泛。
1.1.2 四种混合放大器类型
第一类：
采用分布式拉曼放大和分立式EDFA放大：EDFA放大部分采用两级EDFA，中间加入增益均衡器，而拉曼峰值增益较小。
试验方案：两级EDFA加上一个宽带增益均衡器和在传输光纤中采用反向拉曼泵浦放大： 上图即为放大器的结构图，放大器由一个两级ED队放大部分和反向分布式拉曼
第二类：
同第一种，采用分布式拉曼放大和分立式EDFA放大：但EDFA放大部分采用单级EDFA和一个外部增益均衡器，而拉曼峰值增益较大。
一段50Km长的传输光纤，色散位移光纤（DSF），用作拉曼增益介质，它由一个拉曼泵浦模块通过一个环回器（circulator）反向泵浦。此拉曼泵浦模块包含了一个1535nm的高功率光源，一个1476nm激光二极管（LD）模块和一个波长可选择的藕合器。1476nmLD模块包含了2个Fabry-Perot LDs和一个极化光合成器。1535nm光源由高功率的EDFA和光带通滤波器以及高功率的放大的自发辐射光构成。拉曼放大器与采用一段短的基于氟化物的掺饵光纤的EDFA相级连，在EDFA里2.Om长的掺饵光纤由一个1480nm的LD正向泵浦。一个简单的增益均衡器（GEQ）放置在EDFA后面。
第三类：
采用两级EDFA，中间加入增益均衡器和采用大数值孔径锗硅光纤的拉曼放大器（拉曼峰值增益较小）。试验方案：
增益进行了平坦化的两级EDFA（基于氟化物光纤的EDFA），中间是个采用大数值孔径（NA）锗硅光纤（用作拉曼光纤）的拉曼放大器。在这个结构中，拉曼光纤并不用作传输光纤，因此是作为分立式放大器使用。
第四类：
采用EDFA加内部增益均衡器加双级拉曼放大器，其中拉曼放大器具有大的拉曼增益。试验方案：
此试验中的混合型光纤放大器由一个单级EDFA、一个同时在三个波长处得到激光泵浦的两级分立式RFA以及低峰值损耗的GEQ。
1.2 混合光放大器专利概况
1.2.1全球专利状况
截至2014年8月底，在DWPI数据库中检索到涉及有关的混合光放大器的专利申请达到339项。
1.2.2技术趋势分析
经检索得到全球范围内混合相关技术的专利申请339项。
数据显示，1993年之前，混合相关专利申请并不是很多。2001-2003年三年期间申请量数量较多，2001年为60件申请，达到峰值。
1.2.3区域布局分析
在该领域， 全球的专利申请主要集中在美国、日本、通过PCT申请、欧洲以及中国，其中在美国进行的专利申请有195件，数量上排名第一，在日本进行的专利申请有133件，数量上排名第二，而通过PCT申请、在欧洲、中国以及德国的专利申请量分别为96件、91件以及60件。这反映出美国、日本、欧盟及中国是当今相关产品的重要市场。
1.2.4主要申请人分析
从结果显示出混合相关专利申请的重点申请人及其在该领域的专利申请量。该领域的重点申请人包括富士通、NEC、JDS等。
2 重点申请人分析
2.1 捷迪讯专利申请分析
捷迪讯通讯技术有限公司（JDSU）为目前全球最大光纤零件供应商，光通讯领域巨头之一。JDSU成立于1981年，经过20余年的发展，不断推行收购的战略，逐步成为全球光电企业的龙头老大就离不开其一系列的收购活动。据不完全统计，从1999年收购Ramar Corporation起，在到2004年5年左右的时间内，JDSU至少进行了15次收购，其中1999年4次，2000年3次，2001年2次，2002年3次，2003年1次，2004年到目前已进行过2次收购。通过收购，JDSU的光器件几乎覆盖光通信领域的所有光器件，从无源到有源，从芯片到模块，发展成为光电器件的龙头企业。
2.2 菲尼萨专利申请分析
菲尼萨（Finisar）是一家美国纳斯达克上市公司（Nasdaq交易代码：FNSR ，市值$ 1，755，614，820 ，截止2011年11月），是全球最大、技术最先进的光通讯器件供应商，为电讯设备及服务商、光学显示、安全系统、医疗器械、环保设备、航空及防御体系提供光学组件、模块及子系统。公司目前年产值超过10亿美元，在全球有10000多名员工，中国有3000多名员工。思科、IBM、华为、阿尔卡特-朗讯、惠普、甲骨文等知名公司都是其大客户。Finisar成立于1987年，总部位于美国加州旧金山湾区的硅谷，目前在中国、马来西亚、美国、澳大利亚、以色列、新加坡、印度、韩国等国家设有子公司和研发中心。