【正文】 m，采用典型的光纖參數(shù)。具有輸出功率大、輸出穩(wěn)定、噪聲小、增益頻帶寬、易于監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。 (7) 增益特性穩(wěn)定。 EDFA 的優(yōu)缺點(diǎn) EDFA 之所以得到迅速的發(fā)展 ，源于它一系列突出的優(yōu) 點(diǎn) 。如圖 所示。 光濾波器 ———帶寬為 1 nm 以下的窄帶光濾波器 ， 用于消除放大器的自發(fā)輻射光 ， 以降低放大器的噪聲。 18 星座和極線圖（ Constellation and Polar Diagrams） 一個(gè)新的 OptiSystem 中的計(jì)算引擎用于估計(jì)用戶定義區(qū)域和對(duì)象的誤碼。 CIDF 主要采用運(yùn)行時(shí)間進(jìn)程表、支持條件、數(shù)據(jù)依賴迭代、和真實(shí)遞歸。 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 2 結(jié)合 Optiwave 軟件工具 OptiSystem 允許客戶采用特殊的 Optiwave 軟件工具用于元件層面的集成和光纖光學(xué)： OptiAmplifier， OptiBPM， OptiGrating，和 OptiFiber。換一個(gè)角度說(shuō)，傳輸距離相同的情況下，降低中繼長(zhǎng)度，增加中繼個(gè)數(shù)，要比增加中繼長(zhǎng)度，減少中繼個(gè)數(shù)時(shí)有較小的 Pase，即提高了接收端光信噪比（ OSNR）。使用線路放大器必須解決遠(yuǎn)程監(jiān)控問(wèn)題，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定出多種監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，可以按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。應(yīng)用范圍包括干線高速光通信系統(tǒng)、海纜系 統(tǒng)、本地網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)、摻鉺光纖放大器作為功率放大器有許多特殊功能是電子線路放大器所不能比擬的，分述如下： 摻鉺光纖放大器可用作數(shù)字、模擬以及相干光通信的功率放大器。對(duì)鏈路切斷情況下可能引起的強(qiáng)烈“浪涌 ”效應(yīng)更應(yīng)加以重視，必須保證系統(tǒng)能夠及時(shí)關(guān)閉泵浦源和系統(tǒng)，以防止對(duì)系統(tǒng)造成損 [5]。 （ 2） 光纖技術(shù)所謂光纖技術(shù)是指通過(guò)改變光纖材料或者利用不同光纖的組合來(lái)改變 EDF 的特性，從而 改善 EDFA 的增益平坦性。 EDFA 增益帶寬 目前， EDFA 可用增益頻譜范圍為 l530～ l565nm，增益帶寬為 35nm 左右，可以滿足 4～ 32 信道的 WDM 系統(tǒng)。光分波器用于傳理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 輸系統(tǒng)的接收端，正好與光合波器相反，它具有一個(gè)輸入端口和多個(gè)輸出端口，將多個(gè)不同波長(zhǎng)信號(hào)分類開(kāi)來(lái)。城域網(wǎng) /接入網(wǎng)中光放 大器目前具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)為 Mini EDFA、 EDWA 和 SOA 技術(shù)，這種低價(jià)放大器正在標(biāo)準(zhǔn)化。何謂 CATV 用摻鉺光纖放大器 它的應(yīng)用狀況如何？ 在近幾年來(lái)，光纖 CATV 系統(tǒng)特別是1500nm光纖 CATV 系統(tǒng)包括模擬 系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)在我們國(guó)家迅速發(fā)展，摻鉺光纖放大器在光纖 CATV 系統(tǒng)中也得到了廣泛應(yīng)用。自發(fā)輻射躍遷是指占據(jù)高能態(tài)的電子可以自發(fā)地躍遷到低的空能態(tài)與空穴復(fù)合 ， 同時(shí)發(fā)射一個(gè)光子 ， 這一過(guò)程稱為自發(fā)輻射發(fā)光受激輻射躍遷是指與一個(gè)理想的光子相互作用后導(dǎo)致的受激輻射。實(shí)際的放大器 ， 傳輸光是數(shù)微米的點(diǎn)光 ， 可以研究假想波導(dǎo)模嚴(yán)格的無(wú)反射條件。這種光放大器雖然已實(shí)用了，但 產(chǎn)量很小。 Erbiumdoped fiber amplifier 目 錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 光纖通信系統(tǒng)中放大技術(shù) ........................................................................................ 1 光纖放大器的分類 .......................................................................................... 1 半導(dǎo)體光放大器 .............................................................................................. 2 光纖放大器 ...................................................................................................... 4 摻鉺光纖放大器的發(fā)展歷史 .................................................................................... 4 EDFA 的發(fā)展方向 ..................................................................................................... 5 2 EDFA 在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中應(yīng)用 ................................................................................... 7 波分復(fù)用（ WDM）的基本概念 .............................................................................. 7 波分復(fù)用系統(tǒng)的組成 ...................................................................................... 7 EDFA 在 WDM 系統(tǒng)中的應(yīng)用 ....................................................................... 8 WDM 系統(tǒng)對(duì) EDFA 的要求 ........................................................................... 8 密集波分復(fù)用（ DWDM）原理概述 ........................................................... 10 EDFA 在密集波分復(fù)用（ DWDM）系統(tǒng)中應(yīng)用的分析 ...................................... 11 EDFA 在 DWDM 系統(tǒng)中的作用和應(yīng)用方式 .............................................. 11 DWDM 中對(duì) EDFA 的主要性能要求 .......................................................... 13 3 光通訊系統(tǒng)和放大器設(shè)計(jì)軟件 ——OptiSystem ............................................................. 15 獨(dú)特優(yōu)勢(shì) .................................................................................................................. 15 應(yīng)用領(lǐng)域 .................................................................................................................. 15 功能說(shuō)明 .................................................................................................................. 15 4 摻鉺光纖放大器的工作原理及放大分析 ........................................................................ 19 摻鉺光纖放大器的介紹 ............................................................................................ 19 EDFA 的放大原理 ......................................................................................... 20 EDFA 的基本性能 ......................................................................................... 21 EDFA 的放大設(shè)計(jì) ................................................................................................... 21 模型設(shè)計(jì)布局圖 ............................................................................................ 21 研究分析 ........................................................................................................ 22 EDFA 的優(yōu)缺點(diǎn) ....................................................................................................... 31 EDFA 的主要應(yīng)用形式 ........................................................................................... 33 EDFA 的增益特性 ................................................................................................... 33 結(jié) 論 ........................................................................................................................................ 36 致 謝 ........................................................................................................................................ 37 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 38 附 錄 ........................................................................................................................................ 39 附錄 A 英文原文 .......................................................................................................... 39 附錄 B 中文翻譯 .......................................................................................................... 48 理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 光纖通信系統(tǒng)中放大技術(shù) 光纖放大器的分類 光放大器 的開(kāi)發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)中的一個(gè)非常重要的成果，它大大地促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。重點(diǎn)關(guān)注了摻鉺光纖放大器 的放大過(guò)程以及 對(duì) 摻餌光纖放大器各信道增益不平坦問(wèn)題進(jìn)行了初步研究并分析。半導(dǎo)體光放大器 (S0A)一般是指行波光放大器，工作原理與半導(dǎo)體激光器相類似。 半導(dǎo)體光放大器由有源區(qū)和無(wú)源區(qū)構(gòu)成 ， 有源區(qū)為增益區(qū) ， 使用 Inp 這樣的半導(dǎo)體材料制作 ， 與半導(dǎo)體激光器的主要不同之處是 SOA 帶抗反射涂層 ， 以防止放大器端面的反射 ， 排除共振器功效。 半導(dǎo)體在外界激發(fā)下 ， 可將價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶中 ， 同時(shí)在價(jià)帶中留下空穴 ， 所產(chǎn)生的電子和空穴分別躍遷到導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂 ， 這一過(guò)程只與晶格交換能量而不產(chǎn)生光發(fā)射 ， 稱為無(wú)輻射躍遷 ， 與此同