光纖放大器的工作原理

摻鉺光纖放大器的工作原理

Er3 能級(jí)圖及放大過(guò)程：摻鉺光纖放大器之所以能放大光信號(hào)的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基態(tài)4I15/2躍遷至處于高能級(jí)的泵浦態(tài)，對(duì)于不同的泵浦波長(zhǎng)電子躍遷到不同的能級(jí)，當(dāng)用980nm波長(zhǎng)的光泵浦時(shí)，如圖15-1所示，Er＋3從基態(tài)躍遷至泵浦態(tài)4I11/2。由于泵浦態(tài)上的載流子的壽命只有1μs，電子迅速以非輻射方式由泵浦態(tài)豫馳至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長(zhǎng)的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子不斷累積，從而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。光纖連接器陶瓷插芯表面光潔度要求極高，除專用清潔布外禁止用手觸摸或接觸硬物。當(dāng)有1550nm的信號(hào)光通過(guò)已被激發(fā)的鉺光纖時(shí)，在信號(hào)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(shí)釋放出一個(gè)與感應(yīng)光子全同的光子，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光在摻鉺光纖的傳播過(guò)程中不斷放大。在放大過(guò)程中，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子也會(huì)以自發(fā)輻射的方式躍遷到基態(tài)，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子也會(huì)被放大，這種放大的自發(fā)輻射（ASE: Amplified Spontaneous Emission）會(huì)消耗泵浦光并引入噪聲。

不同類型光纖放大器介紹

EDFA的結(jié)構(gòu)

泵浦光由半導(dǎo)體激光器(LD)提供，與被放大信號(hào)光一起通過(guò)光耦合器或波分復(fù)用耦合器注入摻餌光纖(EDF)。為什么光纖放大器被廣泛應(yīng)用惡劣的天氣情況，會(huì)對(duì)無(wú)線光通訊系統(tǒng)的傳播信號(hào)產(chǎn)生衰耗作用。光隔離器用于隔離反饋光信號(hào)，提高穩(wěn)定性。光濾波器用于濾除放大過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲。為了提高EDFA的輸出功率，泵浦激光亦可從EDF的末端(放大器輸出端)注入，或輸入輸出端同時(shí)注入，

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光纖放大器

增益與摻鉺光纖長(zhǎng)度的關(guān)系

EDFA的增益還跟輸進(jìn)光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3 的濃度都有關(guān)系，如小信號(hào)輸進(jìn)時(shí)的增益系數(shù)大于大信號(hào)輸進(jìn)時(shí)的增益系數(shù)。當(dāng)輸進(jìn)光弱時(shí)，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供給，因而，受激輻射就能維持達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭取９饫w放大器以下內(nèi)容由康冠光電為您提供，希望對(duì)同行業(yè)的朋友有所幫助。當(dāng)輸進(jìn)光變強(qiáng)時(shí)，由于高能位的電子供給不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現(xiàn)飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長(zhǎng)，3 dB飽和輸出功率也就越大。其次與當(dāng)Er3 的濃度超過(guò)一定值時(shí)，增益反而會(huì)降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。

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