【正文】 幫助我們分析EDFA的工作的整個(gè)過程。其中EDF分別為1m和10m時(shí)。 泵浦功率對(duì)EDFA增益的影響表55 不同泵浦功率時(shí)所對(duì)應(yīng)的增益PumpPower (mW)Gain 1(dB)024100120功率增益 (dB)泵浦功率 (mW)圖513 功率增益與泵浦功率的關(guān)系從圖513可得出，泵浦功率從0mW增大到60mW的這一階段，該過程的增益隨著泵浦功率的增大而增大；當(dāng)泵浦功率超過60mW以后，功率增益開始出現(xiàn)下降，；功率增益最大值的時(shí)候，所對(duì)應(yīng)的泵浦功率為60mW，說明60mW的泵浦功率值為最優(yōu)泵浦功率值。(3)當(dāng)同時(shí)改變EDF長(zhǎng)度和泵浦功率的數(shù)值時(shí)，不同泵浦功率在相同條件下，泵浦功率越大所對(duì)應(yīng)的EDFA的增益也越大；不同EDF長(zhǎng)度在相同條件下，EDF長(zhǎng)度越長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的EDFA的增益越大。（5）學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）。結(jié) 論通過本次課題的研究，了解EDFA的理論基礎(chǔ)，對(duì)EDFA進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)，并設(shè)定不同參數(shù)，從而分析出不同特性對(duì)EDFA增益的影響。表54 不同EDF長(zhǎng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的增益EDFLength(m)Gain 1(dB)110功率增益 (dB)摻鉺光纖長(zhǎng)度 (m)圖510 功率增益與摻鉺光纖長(zhǎng)度的關(guān)系圖511 未經(jīng)過參數(shù)設(shè)置的光譜圖 圖512 經(jīng)過參數(shù)設(shè)置后的光譜圖 圖59 未經(jīng)過參數(shù)設(shè)置的光譜圖從圖510可以看出，功率增益從7dB增大到28dB，此過程中的功率增益跟摻鉺光纖長(zhǎng)度的增大同步增大；，增益開始逐漸減小。表51 不同EDF長(zhǎng)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的增益EDFLength (m)Gain 1 (dB)110100功率增益 (dB)摻鉺光纖長(zhǎng)度 (m)圖53 信號(hào)功率增益與摻鉺光纖長(zhǎng)度的關(guān)系由圖53可知，在泵浦功率一定的條件下。由于自發(fā)復(fù)合出現(xiàn)在整個(gè)放大帶寬范圍內(nèi)，并且與被放大的信號(hào)光一起在光纖中傳播和放大，因此不可能將ASE全部濾除。該式意味著從EDFA中輸出的信號(hào)光功率不能大于輸入的能量總和。④衰變至低能態(tài)980nm光子⑦受激輻射⑥受激吸收③泵浦躍遷①泵浦躍遷亞穩(wěn)態(tài)能帶4I11/24I13/24I15/2泵浦能帶②快速非輻射衰變①泵浦躍遷③泵浦躍遷⑤自發(fā)輻射受激吸收受激輻射1480nm光子1550nm光子1550nm光子1550nm光子1550nm光子基態(tài)能帶圖29 離子的簡(jiǎn)化能級(jí)圖和各種躍遷過程圖29所示為的各種躍遷過程。石英玻璃中摻雜能產(chǎn)生1550nm波段的熒光輻射，該輻射對(duì)應(yīng)于石英光纖的一個(gè)低損耗通信窗口（1550nm窗口），因此只要在光纖中摻入，然后使用合適的泵浦方式就能利用的受激輻射過程對(duì)該波段的光信號(hào)進(jìn)行放大。EDFA未來的發(fā)展方向：多功能、小型化EDFA(Mini EDFA)，EDFA+FRA混合放大；高性能[[]李現(xiàn)勤. 光放大器現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J]. [期刊論文]光通信技術(shù), 2002, 26(4)](低噪聲，增益平坦，高增益，高功率，寬帶寬)。 OptiSystem目 錄論文總頁數(shù)：27頁1 引言 12 概述 2 EDFA的基本結(jié)構(gòu)及泵浦方式 2 EDFA的放大原理 4 EDFA的工作原理 7 EDFA的主要應(yīng)用方式 83 EDFA的主要指標(biāo) 8 EDFA的增益特性 8 EDFA的增益飽和特性 10 EDFA的噪聲特性 114 EDFA的理論分析 11 鉺離子的二能級(jí)速率方程 11 三能級(jí)原子速率方程 125 摻鉺光纖放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 13 單泵浦的增益特性分析 13 建立仿真模型 13 EDF長(zhǎng)度對(duì)EDFA增益的影響 13 泵浦功率對(duì)EDFA增益的影響 15 泵浦功率和EDF長(zhǎng)度共同對(duì)增益的影響 17 雙泵浦的增益特性分析 18 建立仿真模型 18 EDF長(zhǎng)度對(duì)EDFA增益的影響 18 泵浦功率對(duì)EDFA增益的影響 20 陣列泵浦的增益特性分析 21 建立仿真模型 21 EDF長(zhǎng)度對(duì)EDFA增益的影響 21 泵浦功率對(duì)EDFA增益的影響 23結(jié) 論 24參考文獻(xiàn) 25致 謝 26聲 明 271 引言光纖通信技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)離不開長(zhǎng)距離、大容量和高速率[[]沈偉. 淺談光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J]. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與運(yùn)用, 2003, 13]。在摻鉺光纖長(zhǎng)度給定的條件下，功率增益隨泵浦功率的增大而增大，當(dāng)泵浦功率達(dá)到一定值之后，增益不再增大、也不減?。ɑ颈３植蛔儯０耸甏衅?，EDFA的研究取得重大突破，南安普敦大學(xué)的Mears, ，而且還研制出來了以650nm波長(zhǎng)50mW的紅染料激光器為泵浦光源且具有25dB的小信號(hào)增益的EDFA；以此同時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究人員也同樣研制出了以不同波長(zhǎng)為泵浦源具有22dB的小信號(hào)增益的EDFA[[]陳璐. 鉺/鐿共摻光纖放大器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化. [學(xué)位論文]碩士,2009]。(2)反向泵浦摻鉺光纖輸入信號(hào)光光隔離器光隔離器光耦合器光濾波器圖23 反向泵浦方式EDFA結(jié)構(gòu)泵浦光源輸出信號(hào)光反向泵浦方式是信號(hào)光和泵浦光源分別從摻鉺光纖的兩端注入，圖23為反向泵浦方式。(3)受激輻射處于高能級(jí)E2的一個(gè)粒子受到外來光子能量為的激勵(lì)之后，從高能級(jí)E2躍遷到低能級(jí)E1，并且釋放出一個(gè)和入射光子完全相同的另外一個(gè)光子，該過程稱為受激輻射。除此之外，處于基態(tài)的吸收一部分外部的光子，因此這些離子將以受激吸收的方式躍遷到亞穩(wěn)態(tài)，如圖29中躍遷過程⑥所示。例如采用980nm的泵浦光源時(shí)，EDF長(zhǎng)度和泵浦功率分別為10m和5mW時(shí)，獲得的最大增益為5dB；EDF長(zhǎng)度和泵浦功率分別為30m和30mW時(shí)，獲得的最大增益為50dB。因此三能級(jí)原子速率方程為： (43) (44) (45)5 摻鉺光纖放大器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 單泵浦的增益特性分析 建立仿真模型該仿真系統(tǒng)由波分復(fù)用光發(fā)送機(jī)（WDM transmitter）、泵浦激光器（Pump Laser）、摻鉺光纖（EDF）、光功率計(jì)（Optical power meter）、雙端口波分復(fù)用分析器和光譜儀組成[[]鄭立軍. 摻鉺光纖放大器的特性研究[J]. [期刊論文]長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 3]。圖56和圖57分別為未經(jīng)過參數(shù)設(shè)置的光譜圖和經(jīng)過參數(shù)設(shè)置后的輸出光譜圖，圖57為經(jīng)過參數(shù)設(shè)置后EDFA的輸出光譜圖，其中綠色部分代表噪聲，藍(lán)色則為增益，由圖57可以看出經(jīng)過參數(shù)設(shè)置后，EDFA的噪聲上下波動(dòng)在74dBm與58dBm之間，相對(duì)而言波動(dòng)范圍比較小，因此泵浦功率的變化對(duì)最后的輸出