EDFA的基本性能

EDFA中，當(dāng)接入泵浦光功率后輸入信號光將得到放大，同時產(chǎn)生部分ASE自發(fā)輻射光，兩種光都消耗上能級的鉺粒子。當(dāng)有1550nm的信號光通過已被激發(fā)的鉺光纖時，在信號光的感應(yīng)下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子以收集受激輻射的方式躍遷到基態(tài)，同時釋放出一個與感應(yīng)光子全同的光子，從而實現(xiàn)了信號光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。當(dāng)泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)程度很高，并可認(rèn)為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數(shù)保持不變，放大器的增益將達(dá)到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。

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光放大器的發(fā)展趨勢

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(1)發(fā)展應(yīng)變補(bǔ)償?shù)臒o偏振、單片集成、光橫向連接的半導(dǎo)體光放大器光開關(guān)；

(2)研發(fā)具有動態(tài)增益平坦技術(shù)的光纖放大器；

(3)小型化、集成化光纖放大器。

隨著新材料、新技術(shù)的不斷突破，光纖放大器在1292~1660nm波長范圍內(nèi)獲得帶寬為300nm超寬帶將不是夢想，Tbit/s DWDM光網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將一定會實現(xiàn)。

光纖放大器

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EDFA中，當(dāng)接入泵浦光功率后輸入信號光將得到放大，同時產(chǎn)生部分ASE自發(fā)輻射光，兩種光都消耗上能級的鉺粒子。典型的EDFA結(jié)構(gòu)主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔離器等組成。當(dāng)泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)程度很高，并可認(rèn)為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數(shù)保持不變，放大器的增益將達(dá)到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。

在給定輸入泵浦光功率時，隨著信號光和ASE光的增大，上能級粒子數(shù)的增加將因不足以補(bǔ)償消耗而逐漸減少，增益也將不能維持初始值不變，并逐漸下降，此時放大器進(jìn)入飽和工作狀態(tài)，增益產(chǎn)生飽和。其次與當(dāng)Er3 的濃度超過一定值時，增益反而會降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。飽和增益值不是一個確定值，隨輸入功率和飽和深度以及泵浦光功率而變。

　光纖放大器類型介紹

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典型的EDFA結(jié)構(gòu)主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔離器等組成。

摻鉺光纖是EDFA的核心部件。大氣環(huán)境多變的客觀性無法改變，要獲得更好更快的傳輸效果，對在大氣信道傳輸?shù)墓庑盘柧吞岢隽烁叩囊?，一般地，采用大功率的光信號可以得到更好的傳輸效果。它以石英光纖作為基質(zhì)，在纖芯中摻人固體激光工作物質(zhì)鉺離子，在幾米至幾十米的摻鉺光纖內(nèi)，光與物質(zhì)相互作用而被放大、增強(qiáng)。光隔離器的作用是抑制光反射，以確保放大器工作穩(wěn)定，它必須是插進(jìn)損耗低，與偏振無關(guān)，隔離度優(yōu)于40 dB。