集成光電子器件lpl(第六章光放大器)(編輯修改稿)
2025-09-12 00:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 DF長度的增加逐漸變小 。這說明了 EDFA優(yōu)化設計中存在最佳鉺光纖長度問題。這是因為泵浦光激發(fā)基態(tài)粒子到上能級，通過受激輻射實現(xiàn)光信號放大，當泵浦光沿 EDF傳輸時，將因受激吸收而不斷衰減，導致反轉粒子數(shù)不斷減少，當長度超過最佳長度后，泵浦光就不能讓信號光得到充分的放大，同時信號光也被吸收，此時增益下降。 ? 不管是正向泵浦還是反向泵浦， 1480 nmnm泵浦得到的噪聲指數(shù)和增益都高于 980 nmnm泵浦所得。反向泵浦的噪聲指數(shù)和增益大于正向泵浦，長度越長，這種差別就越明顯。 ? 因此，人們在設計混合泵浦 EDFA時候，通常把 1480 nm激光作為反向泵浦， 980 nm作為正向泵浦。 摻鉺光纖放大器的基本特性 23 ? 增益均衡問題 ? 不同信道之間存在強烈的競爭。從而導致系統(tǒng)出現(xiàn)誤碼。 ? 當多個波長的光信號通過 EDFA時， 不同信道的增益會有所不同 ，而且這種增益差還會隨著級聯(lián)放大而 累積增大 ，導致某些信道的增益劇增而另一些信道的增益劇減，低電平信道信號的 SNR惡化，高電平信道信號也因為光纖非線性效應而使信號特性惡化。 ? 信道數(shù)目的變化將造成剩余信道總功率的隨機變化從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性 . 摻鉺光纖放大器的多通道放大 24 ? 解決方案 ? 光纖本征型，選用不同摻雜即光纖基質成分，從而改善EDFA的特性。如研制蹄化物玻璃材料光纖； ? 用增益譜反轉的各種無源濾波器補償型，如利用 Bragg光纖光柵、雙錐光纖、周期調(diào)制的雙芯光纖等等； ? 用增益譜反轉的各種有源濾波器補償型，如利用集成電光 MZ干涉儀，聲光濾波器； ? 用不同摻雜材料和摻雜量的光纖進行混合組合 EDFA型； ? 對鉺光纖進行周期性彎曲來改變 EDFA的增益譜和噪聲指數(shù)； ? 自引入激射光的增益鎖定控制。 摻鉺光纖放大器的多通道放大 25 ? 利用 光纖非線性效應 中的 SRS原理 進行 光放大。 ? 無需 利用 摻雜 的 光纖作為 增益 介質 ，直接使用 傳輸?shù)?光纖 即 可獲得 增益。 ? 獲得 增益之波長 約為泵浦源 波 長 往 長波長方向 移位100 nm，只要 挑選對 所需之 泵浦源的 波長，即可放大 光纖 低 損耗帶寬 內(nèi)的任意波段 信號 。 ? 利用 多個不同波長的泵浦源組合 可以 獲得超寬帶 、增益平坦 的 放大器。 光纖拉曼放大器 拉曼放大器的 簡介 26 ? 拉曼現(xiàn)象在 1928年被發(fā)現(xiàn)。 ? 90年代早期， EDFA取代它成為焦點， FRA受到冷遇。 ? 隨著光纖通信網(wǎng)容量的增加，對放大器提出新的要求，傳統(tǒng)的 EDFA已很難滿足， FRA再次成為研究的熱點。 ? 高功率二極管泵浦激光器的迅猛發(fā)展，為 FRA的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎。 ? 人們對 FRA的興趣來源于這種放大器可以 提供整個波長波段的放大 。通過適當改變泵浦激光波長，就可以達到在任意波段進行寬帶光放大，甚至可在 1270～1670nm整個波段內(nèi)提供放大。 拉曼放大器的 簡介 27 ? 分立式 FRA采用拉曼增益系數(shù)較高的特種光纖（如高摻鍺光纖等），這種光纖長度一般為幾公里， 泵浦功率要求很高 ，一般為數(shù)瓦，可產(chǎn)生 40 dB以上的高增益，用于實現(xiàn) EDFA無法實現(xiàn)的波段的集總式放大。 ? 分布式 RFA主要作為傳輸系統(tǒng)中傳輸光纖損耗的 分布式補償放大 ，實現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)光信號的透明傳輸，主要用于 和 光纖通信系統(tǒng)中作為多路信號和高速超短光脈沖信號傳輸損耗的補償放大，亦可作為光接收機的前置放大器。 拉曼放大器的 簡介 28 FRA原理簡介： ?物理機制： （ SRS) 一個入射光子（ pump)的湮滅，產(chǎn)生一個下移stokes頻率的光子和另一個具有相當能量和動量的光學光子 pump光子相差stokes頻率的信號光子，經(jīng)受激散射過程被放大 FRA是靠非線性散射實現(xiàn)放大功能，不需要能級間粒子數(shù)反轉 光纖拉曼放大器原理簡介 (1) 29 ?頻率為 ?p和 ?s的泵浦光和信號光通過耦合器輸入光纖，當這兩束光在光纖中一起傳輸時，泵浦光的能量通過 SRS效應轉移給信號光，使信號光得到放大。 ?峰值增益頻移：～ ?反向泵浦為主，也可同向泵浦 ?支撐技術 : 14??nm的大功率泵浦激光器，目前以取得實用化 光纖拉曼放大器原理簡介 (2) 30 ppoRapgeG ??)1(1oGG
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