光收發(fā)設(shè)備概述(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-03-11 03:57:21 本頁(yè)面
【正文】 4．雪崩倍增因子 G ? 雪崩光電二極管還有一個(gè)與雪崩倍增效應(yīng)對(duì)應(yīng)的參量 —雪崩倍增因子。 ? 在忽略暗電流影響條件下，它定義為 ? 一般 APD的倍增因子 G在 40～ 100之間。 PIN光電管因無(wú)雪崩倍增作用，所以 G=1。 PMIIG ?83 5．倍增噪聲和過(guò)剩噪聲系數(shù) F（ G） ? 從物理概念上容易理解，雪崩光電二極管的倍增是具有隨機(jī)性的。 ? 這種隨機(jī)性的電流起伏將帶來(lái)附加噪聲，一般稱為倍增噪聲。 ? 倍增噪聲可以用過(guò)剩噪聲系數(shù) F（ G）來(lái)描述為 2222)(GgggGF????????84 光放大器 光放大器的分類 EDFA的結(jié)構(gòu)與工作原理 EDFA的主要特性參數(shù) 85 光放大器的分類 ? 從大的方面來(lái)分，光放大器主要包括半導(dǎo)體光放大器 ? 半導(dǎo)體光放大器（ SOA）是由半導(dǎo)體材料制成的，如果將半導(dǎo)體激光器兩端的反射去除，即變成沒(méi)有反饋的半導(dǎo)體行波光放大器，它能適合不同波長(zhǎng)的光放大。 ? 光纖放大器又包括兩種。 – 非線性光纖放大器 – 摻鉺光纖放大器（ EDFA） 86 光放大器的分類 ? （ 1）工作波長(zhǎng)處在 ～ ，與光纖最小損 （ 2）對(duì)摻鉺光纖進(jìn)行激勵(lì)的泵浦功率低，僅需幾十毫瓦；而拉曼放大器需 ～ 1W （ 3）增益高、噪聲低、輸出功率大，它的增益可達(dá)40dB，噪聲系數(shù)可低至 3～ 4dB，輸出功率可達(dá) 14～20dBm （ 4）連接損耗低，因?yàn)槭枪饫w型放大器，因此與光纖連接比較容易，連接損耗可低至 87 EDFA的結(jié)構(gòu)與工作原理 1． EDFA的基本結(jié)構(gòu) 2． EDFA的工作原理 88 1． EDFA的基本結(jié)構(gòu) ? 圖 329 摻鉺光纖放大器結(jié)構(gòu)示意圖 89 2． EDFA的工作原理 ? 圖 330 鉺離子能帶圖 90 2． EDFA的工作原理 ? 圖 331 鉺離子的吸收譜 91 2． EDFA的工作原理 ? 圖 332 EDFA的泵浦方式 92 EDFA的主要特性參數(shù) 1．功率增益 2．飽和輸出功率 3 93 1．功率增益 ? 功率增益定義為 功率增益 =10log（輸出光功率 /輸入光功率 ) ? 它表示了光放大器的放大能力，增益的大小與泵浦光功率以及光纖長(zhǎng)度等諸因素有關(guān)。 94 1．功率增益 ? 圖 333 摻鉺光纖放大器功率增益與泵浦功率間的關(guān)系 95 1．功率增益 ? 圖 334 摻鉺光纖放大器功率增益與光纖長(zhǎng)度間的關(guān)系 96 2．飽和輸出功率 ? 輸出飽和功率是一個(gè)描述輸入信號(hào)功率與輸出信號(hào)功率之間關(guān)系的參量。 ? 在摻鉺光纖放大器中，輸入信號(hào)功率和輸出信號(hào)功率并不完全成正比關(guān)系，而是存在著飽和 ? 摻鉺光纖放大器的最大輸出功率常用 3dB飽和輸出功率來(lái)表示。 97 2．飽和輸出功率 ? 圖 335 摻鉺光纖放大器輸出飽和功率曲線 98 2．飽和輸出功率 ? 圖 336 摻鉺光纖放大器的增益飽和特性 99 3．噪聲系數(shù) ? 摻鉺光纖放大器噪聲的主要來(lái)源包括：信號(hào)光的散彈噪聲，信號(hào)光波與放大器自發(fā)輻射光波之間的差拍噪聲，被放大的自發(fā)輻射光的散彈噪聲，光放大器自發(fā)輻射的不同頻率光波間差 ? 摻鉺光纖放大器噪聲特性可用噪聲系數(shù) F來(lái)表示，它定義為 F=放大器的輸入信噪比 /放大器的輸出信噪比 100 無(wú)源光器件 光定向耦合器 光隔離器與光環(huán)行器 光濾波器 光開關(guān) 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 波分復(fù)用器 光纖光柵 101 光定向耦合器 1 2．光纖式定向耦合器的參數(shù) 102 1．光定向耦合器的結(jié)構(gòu) ? 光定向耦合器按其結(jié)構(gòu)不同可分為棱鏡式和光纖式兩類。 103 1．光定向耦合器的結(jié)構(gòu) ? 圖 337 棱鏡式和光纖式定向耦合器 104 2．光纖式定向耦合器的參數(shù) （ 1）隔離度 A。 （ 2）插入損耗 L。 （ 3）分光比 T。 231321441lg10lg10PPTPPPLPPA??????、105 光隔離器與光環(huán)行器 1．光隔離器的基本原理和結(jié)構(gòu) 2．光環(huán)行器 3．光隔離器與光環(huán)行器的主要性能參數(shù) 106 1．光隔離器的基本原理和結(jié)構(gòu) ? 圖 338 光隔離器的工作原理圖 107 2．光環(huán)行器 ? 圖 339 三端口光環(huán)行器 108 3．光隔離器與光環(huán)行器的主要性能參數(shù) ? 對(duì)于光隔離器與光環(huán)行器來(lái)講，它們都是希望從輸入端口輸入的光信號(hào)到輸出端口時(shí)，衰減盡量小，即要求器件的插入損耗要?。粚?duì)于不 ? 器件典型的插入損耗為 1dB左右，隔離度為 40～ 50dB 109 光濾波器 ? 圖 340 FP腔光濾波器 110 光濾波器 ? FP腔型光濾波器的主體是 FP諧振腔。 ? 描述 FP腔型光濾波器的特性參數(shù)主要是自由譜域（ FSR）及帶寬（ BW）。 （ 1）自由譜域（ FSR）：為相鄰波長(zhǎng)之間的距離 （ 2）帶寬（ BW）：為諧振峰降至一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻帶寬度，又稱為 3dB帶寬。 nlcffF SRqq 21 ??? ?111 光開關(guān) ? 能夠控制傳輸通路中光信號(hào)通或斷或進(jìn)行光路切換作用的器件，稱為光開關(guān)。 ? ? 光開關(guān)一般包括兩種：機(jī)械式光開關(guān)和電子式光開關(guān)。 112 光開關(guān) ? 圖 341 機(jī)械式光開關(guān) 113 光開關(guān) ? 圖 342 電子式光開關(guān) 114 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 能夠使信號(hào)從一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)波長(zhǎng)的器件稱為波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器根據(jù)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換機(jī)理可分為光 ? 光電型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器比較容易實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是與偏振無(wú)關(guān)；主要缺點(diǎn)是由于速度受電子器件限制，因此不適 ? 全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器技術(shù)主要由半導(dǎo)體光放大器（ SOA）構(gòu)成。 115 1．光電型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 圖 343 光電光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 116 2．全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 ? 圖 344 全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 117 波分復(fù)用器 ? 在一根光纖中能同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為光波分復(fù)用
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