光纖通信第7章光放大器-資料下載頁
2025-05-07 23:25本頁面
【正文】 28年被發(fā)現(xiàn)。n 90年代早期， EDFA取代它成為焦點(diǎn)， FRA受到冷遇。n 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(diǎn)。n 特別是高功率二極管泵浦激光器的迅猛發(fā)展，又為 FRA的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。n 人們對 FRA的興趣來源于這種放大器可以提供整個(gè)波長波段的放大。通過適當(dāng)改變泵浦激光波長，就可以達(dá)到在任意波段進(jìn)行寬帶光放大，甚至可在 1270～1670nm 整個(gè)波段內(nèi)提供放大。光纖拉曼放大器光纖光纖(a)無泵無泵 激光的激光的 1550nm 傳輸傳輸光功率光功率(dB)波長波長1550nm波長波長光功率光功率(dB) 1550nm1450nm光纖光纖(b)有泵激光的有泵激光的 1550nm 傳輸傳輸1550nm 經(jīng)經(jīng) 光纖傳輸光纖傳輸衰減的光衰減的光1450nm1550nm如果一個(gè)弱信號(hào)和一個(gè)強(qiáng)泵浦光如果一個(gè)弱信號(hào)和一個(gè)強(qiáng)泵浦光同時(shí)在光纖中傳輸，并使弱信號(hào)同時(shí)在光纖中傳輸，并使弱信號(hào)波長置于泵浦光的拉曼增益帶寬波長置于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，則弱信號(hào)即可被放大。這種內(nèi)，則弱信號(hào)即可被放大。這種基于基于 SRS機(jī)制的光放大器稱為光機(jī)制的光放大器稱為光纖拉曼放大器纖拉曼放大器 FRA。FRA原理簡介：原理簡介：?物理機(jī)制：物理機(jī)制：（光纖拉曼散射效應(yīng)（SRS)一個(gè)入射光子（一個(gè)入射光子（ pump) 的湮的湮滅，產(chǎn)生一個(gè)下移滅，產(chǎn)生一個(gè)下移 stokes頻率的光子和另一個(gè)具有相頻率的光子和另一個(gè)具有相當(dāng)能量和動(dòng)量的光學(xué)光子當(dāng)能量和動(dòng)量的光學(xué)光子 pump 光子相差光子相差stokes頻率的信號(hào)光子，頻率的信號(hào)光子，經(jīng)受激散射過程被放大經(jīng)受激散射過程被放大FRA是靠非線性散射實(shí)現(xiàn)放大功是靠非線性散射實(shí)現(xiàn)放大功能，不需要能級(jí)間粒子數(shù)反轉(zhuǎn)能，不需要能級(jí)間粒子數(shù)反轉(zhuǎn)光纖拉曼放大器原理簡介光纖拉曼放大器原理簡介 (1)?頻率為頻率為 ?p和和 ?s的泵浦光和信號(hào)光的泵浦光和信號(hào)光通過耦合器輸入光纖，當(dāng)這兩束通過耦合器輸入光纖，當(dāng)這兩束光在光纖中一起傳輸時(shí)，泵浦光光在光纖中一起傳輸時(shí)，泵浦光的能量通過的能量通過 SRS效應(yīng)轉(zhuǎn)移給信號(hào)效應(yīng)轉(zhuǎn)移給信號(hào)光，使信號(hào)光得到放大。光，使信號(hào)光得到放大。?峰值增益頻移：～峰值增益頻移：～ ?反向泵浦為主，也可同向泵浦反向泵浦為主，也可同向泵浦?支撐技術(shù)支撐技術(shù) : 14??nm 的大功率泵的大功率泵浦激光器，目前以取得實(shí)用化浦激光器，目前以取得實(shí)用化光纖拉曼放大器原理簡介光纖拉曼放大器原理簡介 (2)Properties of Raman Scattering in Fibers特性：特性：? 在所有類型光纖中都會(huì)發(fā)生在所有類型光纖中都會(huì)發(fā)生? 峰值增益頻移峰值增益頻移 ~13 THz (60100nm)? 增益具有偏振依賴性，當(dāng)泵浦光與信號(hào)光偏振方向平行時(shí)增益具有偏振依賴性，當(dāng)泵浦光與信號(hào)光偏振方向平行時(shí) 增益最大，垂直時(shí)增益最小為零增益最大，垂直時(shí)增益最小為零? 增益譜很寬增益譜很寬 (125nm)但并不平坦但并不平坦Raman Amplifiers分布放大分布放大集中放大集中放大?FRA以傳輸光纖作為放大介質(zhì)－以傳輸光纖作為放大介質(zhì)－ 分布式放大，分布式放大， 從而實(shí)現(xiàn)一從而實(shí)現(xiàn)一種種 “無損耗無損耗 ”傳輸（可降低入纖光功率，避免非線性效應(yīng)）傳輸（可降低入纖光功率，避免非線性效應(yīng)）光纖拉曼放大器－光纖拉曼放大器－ 超低噪聲放大原理超低噪聲放大原理脈脈沖沖幅幅度度z集中放大集中放大 Nonlinear EffectsNoise High分布放大分布放大缺點(diǎn)：泵浦功率大缺點(diǎn)：泵浦功率大(W),對光纖損害對光纖損害 .機(jī)制：拉曼增益與泵浦波長相關(guān)機(jī)制：拉曼增益與泵浦波長相關(guān)方法：多波長泵浦方法：多波長泵浦增益：各個(gè)泵浦波長拉曼增益譜增益：各個(gè)泵浦波長拉曼增益譜的加權(quán)和（以的加權(quán)和（以 dB為單位）為單位）光纖拉曼放大器光纖拉曼放大器 －－ 寬帶放大原理寬帶放大原理Ultraflat amplifier光纖拉曼放大器的泵浦要求n 高 能量輸出。n 消偏輸出和偏振混合輸出。（拉曼散射增益具有偏振依賴性）n 泵浦波長至關(guān)重要。信號(hào)光在 1300nm 波段時(shí)，最佳泵浦波長約在 1220～ 1240nm ， 而在 1550nm 波段時(shí)，最佳泵浦波長約在 1440～ 1460nm 左右處。高功率雙包層拉曼光纖激光器是最佳的泵浦源。光纖拉曼放大器特性n Advantages:n 理論上可以得到任意波長的增益，前提是需要合適的泵浦源；n 分布或分立放大均能實(shí)現(xiàn)；n 使用光纖作為放大介質(zhì)意味著在線放大的可能，可以減少噪聲的積累。n Disadvantages:n 泵浦功率高（ 500mW ）光纖放大器比較光纖放大器比較寬帶寬帶 Raman+EDFA 光放大器光放大器Raman 放大器放大器C band EDFApumpfilterRaman FiberRaman+EDFA 光放大器增益曲線光放大器增益曲
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