光放大器原理分類及特點(diǎn)-資料下載頁
2025-05-07 22:50本頁面
【正文】 分布式拉曼放大器經(jīng)常與 EDFA混合使用 ，其等效總噪聲指數(shù)為 F=FR+FE/GR 式中： GR和 FR分別是 DRA的增益和噪聲指數(shù)； FE是 EDFA的噪聲指數(shù)。 因?yàn)?FR通常要比作為功率放大器的 EDFA的噪聲指數(shù)FE要小，所以由上式可知，只要增加拉曼增益 GR，就可以減少總的噪聲指數(shù)。 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) FRA具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 更寬的頻段提供放大 ，增益波長由泵浦光波長決定，只要泵浦源的波長適當(dāng)，理論上可以得到任意波長的信號(hào)放大，為波分復(fù)用進(jìn)一步增加容量拓寬了空間。 (2) 增益介質(zhì)可以為傳輸光纖本身 ，與 EDFA相比，即使甭浦源失效，也不會(huì)增加額外的損失。特別是當(dāng)采用分布式拉曼放大，光纖中各處的信號(hào)光功率都比較小，從而可降低各種光纖非線性效應(yīng)的影響。 (3) 噪聲指數(shù)低 ，可提升原系統(tǒng)的信噪比。 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) FRA具有以下優(yōu)點(diǎn)： (4) 拉曼增益譜比較寬 ，如果采用多個(gè)泵浦源，則可容易地實(shí)現(xiàn)寬帶放大。 (5) FRA的飽和功率比較高 ，增益譜調(diào)節(jié)方式可通過優(yōu)化配置泵浦光波長和強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。 (6) 拉曼放大的作用時(shí)間短 ，為飛秒 (1015s)級(jí)，可實(shí)現(xiàn)超短脈沖的放大。 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) FRA具有以下缺點(diǎn) ： (1)拉曼光纖放大器所需要的 泵浦光功率高 。分立式幾瓦到幾十瓦，分布式幾百毫瓦； EDFA只有幾十毫瓦。 (2)作用距離太長， 增益系數(shù)偏低 。 (3)對(duì)偏振敏感 。 內(nèi)容簡介 ： 1光放大器概述 2摻鉺光纖放大器 3光纖喇曼放大器 4其它光放大器 4 其他光纖放大器 ：與受激 拉曼放大器相比，增益高 300倍 。 ： 半導(dǎo)體光放大器的機(jī)理與激光器類似，都是利用受激輻射對(duì)進(jìn)入增益介質(zhì)的光信號(hào)進(jìn)行直接放大 。 覆蓋了 13001600nm波段。不僅可用于光放大器的有益選擇方案，還可促成 1310nm窗口 WDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ； 動(dòng)態(tài)波長轉(zhuǎn)換 。 耦合光設(shè)備 注入電流（泵浦） 有源區(qū) 傳輸光纖 傳輸光纖 包層 纖芯 放大后的光信號(hào) 光輸入信號(hào) 1半導(dǎo)體光放大器 (SOA) 1半導(dǎo)體光放大器 (SOA) p n 外加正向偏壓實(shí)現(xiàn)結(jié)區(qū)粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 泵浦導(dǎo)致受激輻射，信號(hào)光被放大 內(nèi)部的自發(fā)輻射產(chǎn)生自發(fā)輻射噪聲 (ASE)，它也會(huì)被放大 沒有諧振腔的選擇， SOA將同時(shí)輸出 放大的光信號(hào)和自發(fā)輻射噪聲 與半導(dǎo)體激光器工作原理類似 。 SOA的分類 解理面構(gòu)成諧振腔，自然反射率達(dá) 32%。當(dāng)反射率超過一定值后，光放大器將變?yōu)榧す馄?。容易制作，但光信?hào)增益對(duì)放大器溫度及入射光頻率變化都很敏感。 在兩個(gè)端面上有增透膜，選擇適當(dāng)切面角度，不會(huì)發(fā)生內(nèi)反射，入射光信號(hào)只要通過一次就會(huì)得到放大。帶寬寬、飽和功率高，因此使用更為廣泛。 應(yīng)用： 半導(dǎo)體光放大器具有體積小，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，頻帶寬，增益高等特點(diǎn)，易于同其它光器件和電路集成，主要用于現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中的 光開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換 和 在線放大器 等方面。 FBA ? FBA的放大原理 利用強(qiáng)激光與光纖中的分子振動(dòng)相互作用產(chǎn)生的 。 入射頻率為 ωp的泵浦波將一部分能量轉(zhuǎn)移給頻率為 ωs的斯托克斯波，并發(fā)出頻率為 Ω的聲波（ Ω=ωpωs)。 ? 受激布里淵散射與受激拉曼散射在 物理本質(zhì) 上稍有差別。受激拉曼散射的頻移量在 光頻范圍 ，而受激布里淵散射的頻移量在 聲頻范圍 。光纖中受激拉曼散射發(fā)生在 前向 ，而受激布里淵散射發(fā)生在 后向 。 應(yīng)用： FBA的窄帶放大特性使其作為一種選頻放大器，在 相干光通信 和 多信道光通信 系統(tǒng)中有一定用處。 光纖放大器主要特點(diǎn)對(duì)比 ED F A F RA S O A 帶寬范圍 1530 1600 1290 1660 1300 1600 增益介質(zhì) 摻鉺光纖 傳輸光纖 半導(dǎo)體 材料 泵浦光功率 低 高 無 作用距離 短 長 短 偏振敏感 否 是 是 噪聲指數(shù) 低 低 高 增益系數(shù) 高 中 低 動(dòng)態(tài)波長轉(zhuǎn)換 無 無 有 小結(jié) 1. 重點(diǎn)講解 EDFA，包括其工作原理、結(jié)構(gòu)特性、性能指標(biāo)、各種應(yīng)用和優(yōu)缺點(diǎn)。 ? Er3+離子 粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 受激輻射 ? 同向泵浦 : 噪聲性能好；反向泵浦 : 輸出功率；雙向泵浦 : 兼有上述優(yōu)點(diǎn) ,但成本高。 ? 增益，噪聲。 ? 前置放大器，功率放大器，線路放大器，本地網(wǎng)放大器。 2. 主要講解 FRA ? 放大機(jī)理受激拉曼散射，基本結(jié)構(gòu)與 EDFA相同。 ? 分成分立式和分布式， EDFA屬于分立式。 ? FRA的應(yīng)用，與 EDFA聯(lián)合使用。 ? 帶寬較寬，增益系數(shù)低。 3. 簡單介紹 SOA,FBA ? 有動(dòng)態(tài)波長轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，在全光網(wǎng)中用于交換。 ? 結(jié)構(gòu)同 LD，屬行波型放大。 ? 電激勵(lì)。 ? FBA與 FRA相似，可用于相干光通信和多信道光通信系統(tǒng)。 本單元結(jié)束！ 謝 謝！
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