[信息與通信]摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用-劉小明-清華大學(xué)(編輯修改稿)
2025-02-15 09:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 20摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用摻鉺光纖放大器的基本理論模型 (2)引入光纖吸收系數(shù)和發(fā)射系數(shù)：定義： 粒子數(shù)沿截面平均 交迭積分 21摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用摻鉺光纖放大器的基本理論模型 (3)速率方程和傳輸方程變?yōu)椋涸诜€(wěn)態(tài)情況下：其中，定義飽和參數(shù)和飽和光強的關(guān)系：22摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用摻鉺光纖放大器的基本理論模型 (4)增益：增益的大小和 譜 分布由粒子數(shù)反 轉(zhuǎn) 水平及 摻鉺 光 纖長 度決定噪聲系數(shù)：當(dāng)泵浦充分 ，且 G1時， 噪聲系數(shù)達到極限 3dB.23摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用摻鉺光纖放大器的基本工作特性增益（ dB） 輸出信號功率與輸入信號功率的比值噪聲系數(shù)（ dB） 輸入信噪比與輸出信噪比的比值輸出功率（ mW 或 dBm） 飽和輸出功率，最大輸出功率增益帶寬（ nm） 工作帶寬，平坦增益帶寬24摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)參量優(yōu)化 — 增益與泵浦功率及光纖長度25摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)參量優(yōu)化 — 長光纖與短光纖放大器的比較短短長長26摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用高性能摻鉺光纖放大器167。 問題的提出－單段放大器的限制l 自發(fā)輻射光沿正、反方向傳輸，同時被放大，形成放大的自發(fā)輻射（ ASE） 。l ASE消耗上能級粒子數(shù)，降低泵浦效率，影響增益；l 構(gòu)成放大器的噪聲源；因此，單純的增加泵浦功率或增加摻鉺光纖長度不能很好地改善放大器的性能27摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用高性能摻鉺光纖放大器167。 提高放大器性能的技術(shù)關(guān)鍵l 基本思路：結(jié)構(gòu)變化，抑制 ASE。l 基本技術(shù)：兩段級連，內(nèi)插隔離器 。167。 技術(shù)特點l 可針對不同要求進行優(yōu)化；l 增益、噪聲和功率特性同時升級；l 高增益下實現(xiàn)近量子噪聲極限；28摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用單段放大器和兩段級聯(lián)放大器的性能比較29摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用動態(tài)增益均衡摻鉺光纖放大器166。 問題的提出lWDM系統(tǒng)的動態(tài)失衡lWDM+EDFA系統(tǒng)的均衡技術(shù)l動態(tài)均衡光纖放大器的技術(shù)要求166。 動態(tài)均衡 EDFA的基本工作原理166。 動態(tài)均衡 EDFA的工作特性166。 波分復(fù)用通信系統(tǒng)的動態(tài)均衡傳輸30摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用WDM系統(tǒng)的動態(tài)失衡問題167。 摻鉺光纖固有增益譜不平坦及均勻加寬特性：l 不同波長的各信道增益不同；l 信道間增益競爭，多級級連使用導(dǎo)致 “尖峰效應(yīng) ”，又稱 “自濾波效應(yīng) ” ；l 信噪比惡化，超出靈敏度范圍；l 信道增、減等信號功率起伏引起各信道增益改變，又稱信道間交叉竄擾；l 信道減少后，功率集中引起光學(xué)非線性效應(yīng)；167。 增益譜的形狀隨信號功率而變，在有信道上、下的動態(tài)情況下，失衡情況更加嚴重31摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用WDM+EDFA系統(tǒng)的均衡技術(shù)167。 系統(tǒng)均衡：著眼于整個系統(tǒng)的控制l 信道輸入功率預(yù)加重；l 集總均衡濾波；? 必須與系統(tǒng)傳輸參量的總體配置吻合，不能適應(yīng)信道上下或其它原因造成的信號功率起伏l 聲光濾波分路調(diào)節(jié)；? 可用于動態(tài)情況，由于采用分信道經(jīng)過外反饋處理，插入損耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜32摻鉺光纖放大器及其在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用WDM+EDFA系統(tǒng)
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