光纖通信第7章光放大器-閱讀頁
2025-05-22 23:25本頁面
【正文】 器的增益譜不平坦。時，增益增加變緩，并趨于一恒定值。因此，在因此，在 EDFA設(shè)計中，需要在摻鉺光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計中，需要在摻鉺光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)的基礎(chǔ)上，選擇合適的泵浦功率和光纖長度，使放大器工作于最佳狀態(tài)。二、放大器的噪聲n 所有光放大器在放大過程中都會把自發(fā)輻射（或散射）疊加到信號光上，導(dǎo)致被放大信號的信噪比（ SNR） 下降，其降低程度通常 用噪聲指數(shù) Fn來表示，其定義為：n 主要噪聲源： 放大的自發(fā)輻射噪聲（ ASE） ，它源于放大器介質(zhì)中電子空穴對的自發(fā)復(fù)合。Amplified Spontaneous EmissionASE噪聲n ASE噪聲近似為白噪聲，噪聲功率譜密度為：自發(fā)發(fā)射因子或自發(fā)發(fā)射因子或粒子數(shù)反轉(zhuǎn)因子粒子數(shù)反轉(zhuǎn)因子?對于原子都處于激發(fā)態(tài)對于原子都處于激發(fā)態(tài)或完全粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的光或完全粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的光放大器，放大器， nsp=1。噪聲與信號本身的差拍噪聲。）。 希望放大器的希望放大器的 Fn盡可能低。ASE噪聲三、 EDFA的多信道放大特性n EDFA的增益恢復(fù)時間 ?g~10ms(SOA 的?g=~1ns),其增益不能響應(yīng)調(diào)制信號的快速變化， 不存在增益調(diào)制，四波混頻效應(yīng)也很小 ， 所以在多信道放大中不引入信道間串擾 (SOA則不然 )，是其能夠用于多信道放大的關(guān)鍵所在。 在系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)予以控制 增益鉗制。、周期調(diào)制的雙芯光纖等。平坦，在信道功率突變時增益譜仍會發(fā)生變化。摻雜工藝復(fù)雜。LD PumpIn Out泵浦控制均衡放大器（電控）泵浦控制均衡放大器（電控）EDFA增益鉗制技術(shù) (2)n 在系統(tǒng)中附加一波長信道， 根據(jù)其它信道的功率，改變附加波長的功率，而實現(xiàn)增益鉗制。各信道獲得足夠的光功率。中以多模傳輸。導(dǎo)體激光器。有源層的介質(zhì)特性。號處理。如此反復(fù)，使入射光得到放大。n 降低端面反射方法：傾斜有源區(qū)法、窗面結(jié)構(gòu)。SOA增益偏振相關(guān)性起因：由于半導(dǎo)體有源層的橫截面呈扁長方形，對橫向（長方形的起因：由于半導(dǎo)體有源層的橫截面呈扁長方形，對橫向（長方形的寬邊方向）和豎向（長方形的窄邊方向）的光場約束不同，光場在寬邊方向）和豎向（長方形的窄邊方向）的光場約束不同，光場在豎向的衍射泄漏強于橫向，因而豎向的光增益弱于橫向。因此光信號的偏振方向取橫向時的增益大，取豎向時的增益小。解決方法：采用寬、厚可比擬的有源層設(shè)計；使用方法著手。相同結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu) SOA互相垂直互相垂直并接，在輸入端采用偏并接，在輸入端采用偏振分束器將信號分成振分束器將信號分成 TE和和 TM偏振信號偏振信號 ,分別輸分別輸入至相互垂直的入至相互垂直的 SOA，然后將兩只然后將兩只 SOA放大的放大的TE和和 TM偏振信號合成偏振信號合成，得到與輸入光同偏振，得到與輸入光同偏振態(tài)的放大信號。輸入光信號往返兩次通過同一輸入光信號往返兩次通過同一 SOA， 但反向但反向通過前，采用法拉第旋轉(zhuǎn)器使返回光旋轉(zhuǎn)通過前，采用法拉第旋轉(zhuǎn)器使返回光旋轉(zhuǎn) 900相同結(jié)構(gòu)相同結(jié)構(gòu) SOA互相垂直串接互相垂直串接，所得增益將，所得增益將與偏振無關(guān)與偏振無關(guān)SOA的應(yīng)用n 多信道放大中存在問題? 噪聲大? 信道串擾 (交叉增益調(diào)制 XGM、 四波混頻 FWM)? 增益飽和引起信號畸變n 其他應(yīng)用：n 光波長轉(zhuǎn)換 （ XGM, XPM, FWM ）n 光開關(guān) ：直接調(diào)制 SOA的注入電流實現(xiàn)光的通斷。SOA Product第七章 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 光纖拉曼放大器 FRAn 拉曼現(xiàn)象在 1928年被發(fā)現(xiàn)。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。n 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。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如果一個弱信號和一個強泵浦光如果一個弱信號和一個強泵浦光同時在光纖中傳輸，并使弱信號同時在光纖中傳輸，并使弱信號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)，則弱信號即可被放大。這種基于基于 SRS機制的光放大器稱為光機制的光放大器稱為光纖拉曼放大器纖拉曼放大器 FRA。光，使信號光得到放大。n 消偏輸出和偏振混合輸出。信號光在 1300nm 波段時，最佳泵浦波長約在 1220～ 1240nm ， 而在 1550nm 波段時，最佳泵浦波長約在 1440～ 1460nm 左右處。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
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