光纖通信原理第七章(已修改)
2025-05-27 20:34 本頁面
【正文】 第七章 光 放 大 器 光放大器概述 摻鉺光纖放大器 光纖喇曼放大器 其他光放大器 光放大器概述 ? 光放大器在現(xiàn)代光纖通 光纖通信中用光纖來傳輸光信號(hào) 。 光纖的中繼距離受限于光纖的損耗和色散 。就損耗而言 ， 目前光纖損耗典型值在 ， 在 波段為 。 以 1989年誕生的摻鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier， EDFA)代表的光放大器技術(shù)可以說是光纖通信技術(shù)上的一次革命 。 光放大器在光纖通信系統(tǒng)目前最重要的 應(yīng) 用 就 是 促 使 了 波 分 復(fù) 用 技 術(shù)(Wavelength Division Multiplexing， WDM)走向?qū)嵱没?。 光放大器還將促進(jìn)光孤子通信技術(shù)的實(shí)用化。光孤子通信是利用光纖的非線性來補(bǔ)償光纖的色散作用的一種新型通信方式。 ? 光放大器的發(fā)展最早可追溯到 1923年A斯梅卡爾預(yù)示的自發(fā)喇曼散射。 1928年印度加爾各答大學(xué)的喇曼觀測(cè)到自發(fā)喇曼效應(yīng)。 ? 光放大器按原理不同大體上有三種類型 。 (1) 摻雜光纖放大器 ， 就是利用稀土金屬離子作為激光工作物質(zhì)的一種放大器 。 (2) 傳輸光纖放大器 ， 其中有受激喇曼散射 ( Stimulated Raman Scattering，SRS) 光纖放大器 、 受激布里淵散射(Stimulated Brilliouin Scattering， SBS)光纖放大器和利用四波混頻效應(yīng) (FWM)的光放大器等 。 (3) 半導(dǎo)體激光放大器 。 其結(jié)構(gòu)大體上與激光二極管 (Laser Diode， LD)相同 。 這幾種類型的光放大器的工作原理和激勵(lì)方式各不相同 。 ? 光纖放大器的重要指標(biāo) ? 1. ? (1) 增益 G與增益系數(shù) g 放大器的增益定義為 式中： Pout， Pin分別為放大器輸出端與輸入端的連續(xù)信號(hào)功率 。 ? (2) 人們希望放大器的增益在很寬的頻帶內(nèi)與波長無關(guān) 。 這樣在應(yīng)用這些放大器的系統(tǒng)中 ， 便可放寬單信道傳輸波長的容限 ，也可在不降低系統(tǒng)性能的情況下 ， 極大地增加 WDM系統(tǒng)的信道數(shù)目 。 ? (3) 由于信號(hào)放大過程消耗了高能級(jí)上粒子 ， 因而使增益系數(shù)減小 ， 當(dāng)放大器增益減小為峰值的一半時(shí) ， 所對(duì)應(yīng)的輸出功率就叫飽和輸出功率 ， 這是放
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