光纖通信第7章光放大器-文庫吧資料
2025-05-13 23:25本頁面
【正文】 可用于一些信用于一些信號處理。?半導(dǎo)體光放大器的放大特性主要決定于激光腔的反射特性與半導(dǎo)體光放大器的放大特性主要決定于激光腔的反射特性與有源層的介質(zhì)特性。 光放大器 光放大器概述 摻鉺光纖放大器 EDFA 半導(dǎo)體光放大器 SOA 光纖拉曼放大器 FRA 半導(dǎo)體光放大器 SOAR1 R2I半導(dǎo)體光放大器示意圖半導(dǎo)體光放大器示意圖SOA也是一種也是一種重要的光放大重要的光放大器，其結(jié)構(gòu)類器，其結(jié)構(gòu)類似于普通的半似于普通的半導(dǎo)體激光器。方法：多級泵浦方法：多級泵浦221916輸出功率（輸出功率（dBm））1540 1570四、四、 EDFA的大功率化的大功率化 (1)EDFA的大功率化 (2)?=%?=%纖芯纖芯 內(nèi)包層內(nèi)包層 外包外包層層用于制作大功率用于制作大功率 EDFA的雙包層光纖結(jié)構(gòu)圖的雙包層光纖結(jié)構(gòu)圖芯層：芯層： 5?mm內(nèi)包層：內(nèi)包層： 50?mm芯層芯層 (摻鉺摻鉺 )，傳播信號層，傳播信號層 (SM)內(nèi)包層，傳播泵浦光內(nèi)包層，傳播泵浦光 (MM)雙雙 包層光纖是實(shí)現(xiàn)包層光纖是實(shí)現(xiàn) EDFA的重要的重要技術(shù)，信號光在中心的纖芯里以技術(shù)，信號光在中心的纖芯里以單模傳播，而泵浦光則在內(nèi)包層單模傳播，而泵浦光則在內(nèi)包層中以多模傳輸。注入激光注入激光WDM 系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求 EDFA具有足夠高的輸出功率，以保證具有足夠高的輸出功率，以保證各信道獲得足夠的光功率。3. 聲光濾波調(diào)節(jié)：聲光濾波調(diào)節(jié)： 根據(jù)各信道功率，反饋控制放大器輸出端的根據(jù)各信道功率，反饋控制放大器輸出端的多通道聲光帶阻濾波器，調(diào)節(jié)各信道輸出功率使多通道聲光帶阻濾波器，調(diào)節(jié)各信道輸出功率使之均衡，之均衡， 動態(tài)均衡動態(tài)均衡 需要解復(fù)用、光電轉(zhuǎn)換、結(jié)構(gòu)需要解復(fù)用、光電轉(zhuǎn)換、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)用性受限復(fù)雜，實(shí)用性受限增益平坦增益平坦 /均衡技術(shù)均衡技術(shù) (2)4. 預(yù)失真技術(shù)預(yù)失真技術(shù)不靈活，傳輸鏈路變換后，輸入功率也要隨之調(diào)整不靈活，傳輸鏈路變換后，輸入功率也要隨之調(diào)整增益平坦增益平坦 /均衡技術(shù)均衡技術(shù) (3)?EDFA對信道的插入、分出或信道無光故障等因素引起對信道的插入、分出或信道無光故障等因素引起的輸入光功率的變化（較低速變化）能產(chǎn)生響應(yīng)的輸入光功率的變化（較低速變化）能產(chǎn)生響應(yīng) 瞬態(tài)瞬態(tài)特性特性?瞬態(tài)特性使得剩余信道獲得過大的增益，并輸出過大瞬態(tài)特性使得剩余信道獲得過大的增益，并輸出過大的功率，而產(chǎn)生非線性，最終導(dǎo)致其傳輸性能的惡化的功率，而產(chǎn)生非線性，最終導(dǎo)致其傳輸性能的惡化 需進(jìn)行自動增益控制需進(jìn)行自動增益控制?對于級聯(lián)對于級聯(lián) EDFA系統(tǒng)，瞬態(tài)響應(yīng)時間可短至幾系統(tǒng)，瞬態(tài)響應(yīng)時間可短至幾 ~幾十幾十 ?s， 要求增益控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間相應(yīng)為幾要求增益控制系統(tǒng)的響應(yīng)時間相應(yīng)為幾 ~幾十幾十 ?s增益鉗制增益鉗制增益鉗制技術(shù) (1)n 電控： 監(jiān)測 EDFA的輸入光功率，根據(jù)其大小調(diào)整泵浦功率，從而實(shí)現(xiàn)增益鉗制，是目前最為成熟的方法。 EDFA + 均衡器均衡器 → 合成增益合成增益增益平坦增益平坦 /均衡技術(shù)均衡技術(shù) (1)2. 新型寬譜帶摻雜光纖：新型寬譜帶摻雜光纖： 如摻鉺氟化物玻璃光纖（如摻鉺氟化物玻璃光纖（ 30nm 平坦帶寬）、平坦帶寬）、鉺鉺 /鋁共摻雜光纖（鋁共摻雜光纖（ 20nm ）） 等，等， 靜態(tài)增益譜的靜態(tài)增益譜的平坦平坦 ，摻雜工藝復(fù)雜。 只能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)增益譜的只能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)增益譜的平坦，在信道功率突變時增益譜仍會發(fā)生變化。? 多信道放大中存在的其它問題：n 增益平坦n 增益鉗制n 高的輸出功率EDFA的級聯(lián)特性的級聯(lián)特性信道間增益競爭，多信道間增益競爭，多級級連使用導(dǎo)致級級連使用導(dǎo)致 “尖尖峰效應(yīng)峰效應(yīng) ”1544 1569典型的 EDFA增益譜固有的增益不平坦，增益差隨級聯(lián)放大而積累增大各信道的信噪比差別增大各信道的接收靈敏度不同增益平坦增益平坦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(yán)重BER接收光功率接收光功率光功率光功率波長波長光功率光功率波長波長光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī) ?N ?1?2?3光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)光接收機(jī)EDFA?1?N ?3?21. 濾波器均衡：濾波器均衡： 采用透射譜與摻雜光纖增益譜反對稱的濾波器使采用透射譜與摻雜光纖增益譜反對稱的濾波器使增益平坦增益平坦 , 如：如： 薄膜濾波、紫外寫入長周期光纖光柵薄膜濾波、紫外寫入長周期光纖光柵、周期調(diào)制的雙芯光纖等。n EDFA對信道的插入、分出或無光故障等因素引起的輸入光功率的變化（較低速變化）能產(chǎn)生響應(yīng) 瞬態(tài)特性。盡可能低。 對大多對大多數(shù)實(shí)際的放大器數(shù)實(shí)際的放大器 Fn均超過均超過 3dB ， 并可能達(dá)到并可能達(dá)到 6~8dB。噪聲指數(shù)噪聲指數(shù) 為：為：表明：即使對表明：即使對
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