【正文】 陣列波導型動態(tài)增益可調(diào)濾波器技術(shù)和聲光型動態(tài)增益可調(diào)濾波器技術(shù)等。ITUT建議規(guī)定：單路或合路入纖最大光功率電平為+17dBm。摻鉺光纖放大器用在系統(tǒng)發(fā)射機輸出短，提高發(fā)送功率，延長傳輸距離；用在光纖傳輸鏈路中，補償光能量的損失，可增加傳輸距離；用在光接收機前，對信號進行預防大，可提高光接收機靈敏度。由于摻鉺光纖放大器的信噪比由于電子放大器，所以用摻鉺光纖放大器作預放大器的光接收機具有較高的靈敏度，其靈敏度甚至不亞于相干光接收機的。 DWDM中對EDFA的主要性能要求　　為了滿足在密集波分復用系統(tǒng)中應用的要求，摻鉺光纖放大器的性能和功能上有其特殊的要求，光信號傳輸后最重要的一個指標是光信噪比（OSNR）。 應用領域：OptiSystem為不斷演化的光子市場提供功能強大容易使用的光系統(tǒng)設計工具，滿足研發(fā)科學家、光通訊工程師、系統(tǒng)管理員、學生及各類其它用戶的需要。使你能夠采用特定的集成光纖光學軟件工具在元件層面上，可以模擬希望的精度標準。15 微波元件（Microwave Components）新的成熟的元件庫里包括180度到90度的混合耦合器，DC阻斷器，功率分束和結(jié)合器。 摻鉺光纖放大器一個典型的摻鉺光纖放大器主要由以下幾部分組成()：摻鉺光纖——是EDFA 的主體，在石英基質(zhì)中摻入餌離子制成。EDFA的噪聲主要有4種：信號光的散粒噪聲；被放大的自發(fā)輻射光ASEde散粒噪聲；自發(fā)輻射ASE光譜與信號光之間的差拍噪聲；自發(fā)輻射ASE光譜間的差拍噪聲[10]。 EDFA的優(yōu)缺點EDFA之所以得到迅速的發(fā)展，源于它一系列突出的優(yōu)點。 (7) 增益特性穩(wěn)定。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。m，采用典型的光纖參數(shù)。取相同參數(shù)的摻餌光纖長度l0m，信號光功率為1181。激勵泵浦光功率越大，信號增益越大。論文主要利用我的現(xiàn)有條件，圍繞摻鉺光纖放大器進行了一些理論和光放大的初步研究。同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。 三種泵浦方式的EDFA結(jié) 論光纖通信已成為當今信息社會不可缺少的神經(jīng)系統(tǒng)，而光源作為光纖通信系統(tǒng)的核心技術(shù)，其理論和實驗方面的研究有著十分重要的意義。W。（3）取相同參數(shù)摻餌光纖長度30m，信號光功率為1181。EDFA的增益特性與餌離子濃度的纖芯內(nèi)徑向分布、纖芯尺寸、放大器長度及泵浦功率等有關。(3) 附加的噪聲使接收機靈敏度退化。(6) 與半導體激光放大器不同，EDFA的增益特性與光纖極化狀態(tài)無關，放大特性與光信號的傳輸方向也無關，當光纖放大器內(nèi)無隔離器時，可以實現(xiàn)雙向放大；在多信道應用中可以進行無串話傳輸； (注：所謂極化光纖(Poled Fiber) 是指對熔石英光纖外加直流強電場進行極化，以及其它附加工藝處理后 (如升溫，紫外照射，激光注入等)，具有永久二階非線性光學效應(例如電光效應，倍頻效應等) 的一種光纖功能器件。 MPO中的最后要達到的16信道增益平坦目標設定選擇運行對話框中的優(yōu)化（Optimization）并運行。輸出功率特性：EDFA的最大輸出功率常3dB飽和輸出功率來表示。EDFA及PDFA的工作波長分別處于光纖通信的最低損耗(1550nm)及零色散波長(1300nm)窗口，TDFA工作在S波段，都非常適合于光纖通信系統(tǒng)應用。每一個OptiSystem項目文件（project file）中都可以包含多個設計。這允許在模擬后處理數(shù)據(jù)而不需要重新計算。OptiSystem是一款新穎的、高速發(fā)展的、功能強大的軟件設計工具，能使用戶在從LAN，SAN，MAN到ultralonghaul的寬光譜光網(wǎng)絡的傳輸層上進行設計、測試和模擬計劃所有類型的光連接。 總之，光線放大器在用戶接入網(wǎng)中主要是提高光信號的功率，即可以補償光耦合器燈光器件所造成的光損耗，又可以大大提高用戶數(shù)量以及復用密度，對降低用戶網(wǎng)建設成本也會起到很大作用。如果有必要，還可將中繼距離延長更遠。ITUT 建議，DWDM （），不同波長的頻率間隔應為100GHz的整數(shù)倍（）。當線路的多波長信號恢復時，飽和波長的輸出功率會相應減少，這種方法直接控制飽和波長激光器的輸出，速度較控制泵浦源要快一些。增益均衡用的光纖光柵是一種長周期光纖光柵。一般工作在近飽和區(qū)，信號輸入功率約20dBm。而使用 DWDM 技術(shù)，類似利用公用道路上尚未使用的車道，以獲取光纖中未開發(fā)的巨大傳輸能力。模塊是集成化的摻鉺光纖放大器。在目前實用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）、半導體光放大器（SOA）和光纖拉曼放大器（FRA）等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)、軍用系統(tǒng)（雷達多路數(shù)據(jù)復接、數(shù)據(jù)傳輸、制導等）等領域，作為功率放大器、中繼放大器和前置放大器。光致發(fā)光是指用半導體的光吸收作用來產(chǎn)生非平衡載流子，實際上是一種光向另一種光轉(zhuǎn)換的過程。半導體光放大器主要是半導體激光放大器。由此不難理解，喇曼放大是一個分布式的放大過程，即沿整個線路逐漸放大的。光纖放大器是指運用于光纖通信線路中，實現(xiàn)信號放大的一種新型全光放大器。有了光放大器后就可直接實現(xiàn)光信號放大。中繼器的這種工作模式帶來了不少問題，如使得成本高，系統(tǒng)復雜，可靠性降低等。為了消除這種偏振波依賴性，可以引人運用窄條結(jié)構(gòu)使激活波導光路近似正方形斷面形狀的方法和施加抗張應力，以增大TM波增益的應變量子阱結(jié)構(gòu)。如果半導體未受光泵浦激勵，則半導體將吸收光子，其實半導體的兩個能帶所扮演的角色類似于EDFA中的能帶E1和E2所起的作用，只是它的能帶比EDFA的能帶更寬。在光纖傳輸網(wǎng)絡管理中如何實現(xiàn)對摻鉺光纖放大器的監(jiān)控。所謂頻分、時分、波分和空分復用，是指按頻率、時間、波長和空間來進行分割的光通信系統(tǒng)。ITUT 建議優(yōu)選采用1510nm波長，容量為2Mbit/s。 一般EDFA在它的工作波段內(nèi)存在著一定的增益起伏，即不同波長所得到的增益不同。其最大優(yōu)點是無需制作和引入附加元件。即在同一根電纜中同時傳輸若干個頻率不同的信號，接收端根據(jù)各載波頻率的不同利用帶通濾波器濾出每一個信道的信號。如果需要擴容，由低碼率改變?yōu)楦叽a率時，不必改變摻鉺光纖放大器線路設備。用戶接入網(wǎng)中的光纖放大器光纖放大器在用戶接入網(wǎng)中也占有重要地位。換一個角度說，傳輸距離相同的情況下，降低中繼長度，增加中繼個數(shù)，要比增加中繼長度，減少中繼個數(shù)時有較小的Pase，即提高了接收端光信噪比（OSNR）。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：OptiAmplifier，OptiBPM，OptiGrating，和OptiFiber。CIDF主要采用運行時間進程表、支持條件、數(shù)據(jù)依賴迭代、和真實遞歸。18 星座和極線圖（Constellation and Polar Diagrams）一個新的OptiSystem中的計算引擎用于估計用戶定義區(qū)域和對象的誤碼。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。 未經(jīng)過參數(shù)設置放大后的噪聲由上圖可以看出噪聲的波動在65dbm——25dbm之間，波動比較強烈對最后結(jié)果影響比較大。激光工作物質(zhì)集中在光纖芯子中，且集中在光纖芯子中的近軸部分，餌信號光和泵浦光也是在光纖的近軸部分最強，這使得光與媒質(zhì)的作用很充分；再加之有較長的作用長度，因而有較高的轉(zhuǎn)換效率。對不同傳輸速率的數(shù)字體系具有完全的透明度，與準同步數(shù)字體系(PDH)和同步數(shù)字體系(SDH) 的各種速率兼容，調(diào)制方案可以任意選擇。把EDFA置于光接收機PIN光檢側(cè)器的前面，來自光纖的信號經(jīng)EDFA放大后再由PIN檢測。還可得知，Lopt與輸入泵浦光功率有關，泵浦光功率越大，Lopt也越長以光纖長度1做參變量給出了增益G與泵浦功率凡之間的關系。W；(c) 100181。（1)前向（同向）泵浦在摻餌光纖的輸入端，泵浦光較強，故粒子反轉(zhuǎn)激勵也強，其增益系數(shù)大，信號一進入光纖即得到較強的放大。（4）介紹了摻餌光纖放大器的工作原理及性能參數(shù)。其中還介紹了摻餌光纖放大器的優(yōu)缺點以及主要的應用形式和增益特性。（2)反向泵浦泵浦光與信號光從不同的反向輸入EDFA，兩者在光纖中傳輸方向相反。W。泵浦閾值功率Ppth，只有Pp Ppth時，G ≥0,且L愈長，Ppth愈高。如果綜合上述各種應用，一個EDFA用作接收機前置放大器，另一個EDFA用作發(fā)送機的功率提升放大器，就可以實現(xiàn)長距離的無中繼傳輸。 當然EDFA也有其固有的缺點： (1)波長范圍固定。 (4) 增益高、噪聲低、輸出功率大。雖然實現(xiàn)了放大，但是增益不是十分平坦。在摻鉺光纖中注入足夠強的泵浦光，就可以將大部分處于基態(tài)的Er3+離子抽運到激發(fā)態(tài)上，處于激發(fā)態(tài)的Er3+離子又迅速無輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)上。這一全面的新特征可以測量插入損耗（IL）、差分群速延遲（DGD）、偏振色散（PDC），消偏率，散射，散射斜度，和群延遲（GD）。產(chǎn)生的結(jié)果可以被表示為大小可調(diào)、可以移動的電子列表、文本、2D和3D圖形。OptiSystem采用與模擬精度和效率有關的適當?shù)臄?shù)值方法計算信號。在密集波分復用系統(tǒng)中為了容納更多的信道，提高系統(tǒng)容量，有兩種方法：一種是降低信道的間隔；另一種是拓展摻鉺光纖放大器的工作波長范圍。這樣一來被分配到每個分支獲得光信號就相當?shù)娜?，不能保證用戶的終端設備的接收質(zhì)量。 摻鉺光纖放大器做功率放大器，可在不改變原有噪聲特性和誤碼率的前提下，直接放大數(shù)字、模擬活二者混合的數(shù)據(jù)格式，特別適合光纖傳輸網(wǎng)絡升級。事實上，這樣的復用方法在光纖通信系統(tǒng)中是非常有效的。采用放大波段內(nèi)的增益控制和光譜均衡方法，能取得EDFA增益特性優(yōu)化的良好結(jié)果。因此，要使各信道上的增益偏差處于允許范圍內(nèi)，放大器的增益就必須平坦。但必須在EDFA之前下光路，而在EDFA之后上光路[4]。波分復用是光纖通信中的一種傳輸技術(shù)，它利用了一根光纖可以同時傳輸多個不同波長的光載波的特點，把光纖可能應用的波長范圍劃分成若干個波段，每個波段作一個獨立的通道傳輸一種預定波長的光信號。其二是由光纖放大器的開關量信息接口向網(wǎng)管系統(tǒng)送開關量信息進行管理顯示。如果泵浦源的強度越來越大，電子將會趨向于累積在導帶的底部，空穴趨向于累積在價帶的頂部，直到電子空穴對的產(chǎn)生和復合達到動態(tài)平衡為止。采用脊型波導結(jié)構(gòu)的應變量子阱光放大器基本結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)過多年的不懈努力，各種各樣的光放大器終于問世了。光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子(如鉺、鐠、銩等)作為激光活性物質(zhì)。光纖通信具有通信容量大、傳輸速率高、使用壽命長，等諸多特點。而喇曼光放大器則是利用喇曼散射效應制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖后，會發(fā)生非線性效應喇曼散射。光放大器主要有兩類：光纖光放大器和半導體光放大器。它雖也是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)放大發(fā)光但發(fā)光的媒介是非平衡載流子即電子空穴對而非稀有元素。通過適當?shù)倪x擇半導體材料，就可獲得能使發(fā)射或吸收波長處于光通信所需要的范圍(如1300nm或1550nm)內(nèi)的帶隙。增益平坦型光纖放大器是DWDM傳輸系統(tǒng)的關鍵部件，可以十分有效地解決由于光波分復用/解復用帶來的插入損耗，使WDM系統(tǒng)的中繼問題變得十分簡單。因而，使用術(shù)語密集波分復用（ DWDMDense Wavelength Division Multiplexing），與此對照，還有波長密度較低的WDM系統(tǒng)，較低密度的就稱為稀疏波分復用（CWDMCoarse Wave Division Multiplexing）。要求EDFA的增益足夠高，噪聲系數(shù)則越小越好。增益均衡技術(shù)可以分為固定式的和動態(tài)的。在發(fā)送端，除了傳輸信號的工作波長外，系統(tǒng)還發(fā)送另一個波長作為飽和波長。人們通常把光信道間隔較大（甚至在光纖不同窗口上）的復用稱為光波分復用（WDM），再把在同一窗口中信道間隔較小的DWDM稱為密集波分復用（DWDM）。實踐證明，使用摻鉺光纖放大器的光纖干線傳輸，經(jīng)過近千公里的傳輸后的誤碼率人能達到 。因此，線路放大器必須具有增益鎖定功能，保證在輸入是大信號和小信號時，增益都是一樣的，即每個信道的輸出光功率在輸入信道增減時都保持恒定。還包括WDM分析工具列出信號功率、增益、噪聲圖、以及每個信道的OSNR。成本數(shù)據(jù)可以輸出到其它軟件或電子表格中。提供合適的反饋后則構(gòu)成光纖激光器。 Er3+能級圖 EDFA的基本性能增益特性：增益特性表示了光放大器的放大能力，定義為輸出功率和輸入功率之比。 EDFA增益的多參數(shù)優(yōu)化參數(shù)設置Parameters：在本項中設置了需要優(yōu)化的參數(shù)，一為泵浦光源的功率，這里選擇0160mW，初始值為100；另一為摻鉺光纖的長度，范圍為140m，初始值為4m。噪聲指數(shù)低，一般為4～7dB。EDFA的增益譜寬大約40nm，但增益帶寬不平坦。G=Pout /Pin (1) G=10lg(Pout /Pin ) (dB) (2) 應用上面給出的理論模型可以用數(shù)值法進行計算，從而得出光纖放大器的特性，其中最主要的是增益及噪聲特性。信號光功率為1181。閾值功率(Ppth)主要由EDFA的長度決定，大的入射功率比小的更加容易飽和。如果提供部分前向泵浦，部分后向泵浦，則稱為雙向泵浦。在此向孟老師表示深深的感謝和崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。（2）概括了一下?lián)金D光纖放大器在密集波分復用系統(tǒng)中的應用及簡要分析。 (c)雙向泵浦光激勵方式，前向泵浦光功率為4mW，反向泵浦光功率為4mW。采用前向泵浦光激勵功率。對一定的泵浦光功率，EDFA的增益開始隨著EDF的長度增長而增大，到某一長度時達到最大，然后隨著長度的進一步增加，增益反而減小，可見有一個最佳長度(Lopt ) ，這時增益最大。EDFA作為線路放大器有許多特殊功能是電子線路放大器不可比擬的。 (8) 中繼器只有低速電子裝置和幾個無源器件，所以結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，體積小。(2) 因為EDF