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EDFA的工作原理是將外泵浦半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光耦合進(jìn)光纖,進(jìn)而激發(fā)鉺原子。C波段或者L波段的光信號(hào)進(jìn)入光纖后會(huì)激勵(lì)已被激發(fā)的鉺原子,使它受激輻射出與入射光波長(zhǎng)相同的光子,從而實(shí)現(xiàn)光放大。人們已經(jīng)針對(duì)瞬間插入或分離信道等情況,深入研究了這一類放大器的瞬時(shí)增益動(dòng)力學(xué)。這其中的功率瞬間變化的持續(xù)時(shí)間非常重要,因?yàn)樗軌蛞饡簳r(shí)的性能惡化。而瞬間變化的持續(xù)時(shí)間與摻雜離子數(shù)量分布的動(dòng)力學(xué)有關(guān),并且遠(yuǎn)比離子的松弛時(shí)間短。不管怎樣,硅基EDFA的瞬間變化持續(xù)時(shí)間很容易超過1ms。EDFA主要組成有:摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、光耦合器、光隔離器、光濾波器等。Pre-EDFA光放大器賣價(jià)
光纖放大器的研制成功是光纖通信史上的一個(gè)重要里程碑,它解決了衰減對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的限制,又開創(chuàng)了1550nm波段的波分復(fù)用系統(tǒng),從而使超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的波分復(fù)用(WDM)、密集波分復(fù)用(DWDM)、全光網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實(shí)。目前光纖放大器主要有3類:摻稀土類光放大器(如EDFA,PDFA,TDFA等)、半導(dǎo)體光纖放大器(SOA)、非線性效應(yīng)光放大器(如拉曼光纖放大器、布里淵光纖放大器等)。摻鉺光纖放大器(EDFA)是目前應(yīng)用較為較廣的光纖放大器,主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、光耦合器、光隔離器、光濾波器等組成,如圖1所示。摻鉺為增益介質(zhì),光耦合器的作用是把輸入光信號(hào)和泵浦光耦合進(jìn)摻鉺光纖,通過摻鉺光纖的作用把泵浦光的能量轉(zhuǎn)移到輸入光信號(hào)中,實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的能量放大;光隔離器的作用是抑制反射光,保證光放大器工作穩(wěn)定;光濾波器的作用是濾除鉺離子由于自發(fā)輻射產(chǎn)生的噪聲(ASE)。石巖高增益光放大器是什么拉曼光放大器則是利用拉曼散射效應(yīng)制作成的光放大器。
光纖拉曼放大器:受激拉曼散射(SRS)是光纖中的一種非線性現(xiàn)象,它將一小部分入射光功率轉(zhuǎn)移到頻率比其低的斯托克斯波上;如果一個(gè)弱信號(hào)與一強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸,并使弱信號(hào)波長(zhǎng)置于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi),弱信號(hào)光即可以得到放大,這種基于受激拉曼散射機(jī)制的光放大器即稱為光纖拉曼放大器(FRA)。近年來光纖拉曼放大器倍受關(guān)注,已成為研制開發(fā)的熱點(diǎn),它具有許多優(yōu)點(diǎn):(1)增益介質(zhì)為普通傳輸光纖,與光纖系統(tǒng)具有良好的兼容性;(2)增益波長(zhǎng)由泵浦光波長(zhǎng)決定,不受其它因素的限制,理論上只要泵浦源的波長(zhǎng)適當(dāng),就可以放大任意波長(zhǎng)的信號(hào)光;(3)增益高、串?dāng)_小、噪聲指數(shù)低、頻譜范圍寬、溫度穩(wěn)定性好。
正因?yàn)楣饫w拉曼放大器有這么多的優(yōu)點(diǎn),它可以放大摻鉺光纖放大器所不能放大的波段,并可在1292~1660nm光譜范圍內(nèi)進(jìn)行光放大,獲得比EDFA寬得多的增益帶寬;再次增益介質(zhì)為普通光纖,可制作分立式或分布式FRA,分布式光纖拉曼放大器可以對(duì)信號(hào)光進(jìn)行在線放大,增加光放大的傳輸距離,應(yīng)用于40Gbit/s的高速光網(wǎng)絡(luò)中,也特別適用于海底光纜通信系統(tǒng),而且因?yàn)榉糯笫茄刂饫w分布而不是集中作用,所以輸入光纖的光功率大為減少,從而非線性效應(yīng)尤其是四波混頻效應(yīng)很快減少,這對(duì)于大容量DWDM系統(tǒng)是十分適用的。FRA是EDFA的補(bǔ)充,而不是代替,兩者結(jié)合起來可獲得大于100nm增益平坦寬帶,這就是采用分布式光纖拉曼放大器的好處。摻鉺光纖放大器實(shí)際上它是在石英光纖的纖芯中摻入了餌這一稀土元素。
但光纖拉曼放大器有一個(gè)主要的缺點(diǎn)就是需要特大功率的泵浦激光器,解決這個(gè)問題的主要途徑有:一是研究降低閾值功率的泵浦激光器,使得普通的大功率半導(dǎo)體激光器能作為拉曼泵浦使用;其二是提高獲得更大輸出功率泵浦激光器的研制水平;其三是將多個(gè)泵浦源激光器的波長(zhǎng)采用列陣、單片組合的方法復(fù)用在一起,獲得一個(gè)大功率輸出的泵浦激光器,此種方法不但可提供一個(gè)寬帶的增益譜,而且還可以通過調(diào)節(jié)單個(gè)激光器的功率來調(diào)整增益斜率。很早研究摻鉺光纖放大器的是英國(guó)南安普敦大學(xué)。石巖高增益光放大器是什么
光纖放大器分為稀土摻雜光纖放大器和利用非線性效應(yīng)制作的常規(guī)光纖放大器。Pre-EDFA光放大器賣價(jià)
EDFA的工作原理是利用波長(zhǎng)為980nm或1480nm的泵浦光源,使餌離子Er?3+粒子數(shù)反轉(zhuǎn),信號(hào)光入射使亞穩(wěn)態(tài)Er?3+粒子受激輻射,產(chǎn)生信號(hào)放大。EDFA的優(yōu)點(diǎn)是:①通常工作在1530~1565nm光纖損耗比較低的窗口;②增益高,通常為10~35dB,且在較寬的波段內(nèi)提供較為平坦的增益;③噪聲系數(shù)較低,各個(gè)信道間的串?dāng)_極小,可級(jí)聯(lián)多個(gè)放大器;④與線路耦合損耗小(小于1dB);⑤具有透明性,放大特性與系統(tǒng)比特率、信號(hào)格式和編碼無關(guān);⑥成本低,與再生電路相比具有較大的成本優(yōu)勢(shì);⑦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,與傳輸光纖易耦合。其缺點(diǎn)是:①能夠提供的增益帶寬不夠?qū)?,增益帶寬較多只有80nm左右,目前商用化的通常只有30nm,制約了光纖容納的波長(zhǎng)信道數(shù);②不便于查找故障,泵浦源壽命不長(zhǎng);③存在輸出功率的控制和不同波長(zhǎng)通道的增益均衡問題。Pre-EDFA光放大器賣價(jià)
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