光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果,它极大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。顾名思义,光放大器就是放大光信号。在此之前,传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换,即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器主要有3种:光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子(如铒、镨、铥等)作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的(如图4所示)。掺铒光纤放大器[1]的增益带较宽,覆盖S、C、L频带;掺铥光纤放大器的增益带是S波段;掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近。而喇曼光放大器则是利用喇曼散射效应制作成的光放大器,即大功率的激光注入光纤后,会发生非线性效应喇曼散射。在不断发生散射的过程中,把能量转交给信号光,从而使信号光得到放大。由此不难理解,喇曼放大是一个分布式的放大过程,即沿整个线路逐渐放大的。其工作带宽可以说是很宽的,几乎不受限制。这种光放大器已开始商品化了,不过相当昂贵。半导体光放大器[2](S0A)一般是指行波光放大器,工作原理与半导体激光器相类似。其工作带宽是很宽的但增益幅度稍小一些,制造难度较大。EDFA的缺点是能够提供的增益带宽不够宽。广东高增益光放大器型号
掺铒光纤放大器实际上它是在石英光纤的纤芯中掺入了饵这一稀土元素,而饵离子,我们知道:有3个工作能级,分别是E1、E2和E3。其中,E1能级能量比较低,粒子数较多,而E3能级能量比较高,粒子数较少,中间蓝色的线对应的是E2能级。这三个能级中,因为E1能级能级比较低,粒子数较多,较稳定,我们也称它为基态,即较稳定的状态;而E3能级中能量比较高,这个能级的粒子较不稳定,我们也称它为激发态。中间的E2能级处在基态和激发态之间,我们称它为亚稳态。它比基态活跃些,也比激发态稳定一些。亚稳态上的粒子数相对来说比较稳定,能在一段时间内保持住一个稳定状态。广东高增益光放大器型号EDFA的优点是与线路耦合损耗小。
在光纤接入网中,在DWDM传输系统、光纤CATV和光纤接入网中有着较广的应用。尽管用户系统的距离较短,但用户网的分支太多,需要用光纤放大器来提高光信号的功率以补偿光分配器造成的光损耗和提高用户的数量,降低用户网的建设成本。在光纤CATV系统中,随着其规模的不断扩大,其链路的传输距离不断增长,光路的传输损耗也不断增加,将光纤放大器应用在光纤CATV系统中不但可提高光功率,补偿链路的损耗,增加光用户终端,而且简化了系统结构,降低了系统成本,加快了光纤CATV的发展。
光纤放大器的增益平坦控制技术提出了更高的要求,这就需要研制动态增益可调的增益平坦滤波器,可调谐增益动态滤波器技术主要有:法拉第旋转体型增益可调滤波器技术、波导马赫-曾德型增益可调型滤波器技术、阵列波导型动态增益可调滤波器技术和声光型动态增益可调滤波器技术等。至于"光纤技术"现阶段主要是在进一步研究掺铒光纤特性的基础上,改变光纤材料或利用不同光纤的组合来改变EDF的特性,从而来改变EDFA的增益平坦性,主要有掺铝的EDFA、掺氟化物EDFA、掺碲化物EDFA、混合型EDFA和多纤心EDFA等技术。光纤中的SRS源于光纤的三阶非线性效应,表现为泵浦光子、Stokes光子与光学支声子之间的相互作用。
EDFA的优点是:1)通常工作在1530~1565nm光纤损耗比较低的窗口;2)增益高,在较宽的波段内提供平坦的增益,是WDM理想的光纤放大器;3)噪声系数低,接近量子极限,各个信道间的串扰极小,可级联多个放大器;4)放大频带宽,可同时放大多路波长信号;5)放大特性与系统比特率和数据格式无关;6)输出功率大,对偏振不敏感;7)结构简单,与传输光纤易耦合。缺点是:1)在第3窗口以上的波长,光纤的弯曲损耗较大,而常规的EDFA不能提供足够的增益,增益带宽只有35nm,覆盖石英单模光纤低损耗窗口的一部分。制约了光纤能够容纳的波长信道数;2)不便于查找故障,泵浦源寿命不长;3)存在基于泵浦源调制和光时域反射计(OTDR)的监测与控制技术问题,控制内容包括输出功率的控制和不同波长通道的增益均衡,EDFA的增益对100kHz以上的高频调制不敏感,对低于1kHz的调制,EDFA的输出信号会产生失真。光纤通信在进行长距离传输时,由于光线中存在损耗和色散,使得光信号能量降低、光脉冲发生展宽。宝安PA-EDFA光放大器新报价
反向泵浦:泵浦光源和输入光信号从两个相反的方向注入到掺铒光纤中来。广东高增益光放大器型号
首先,针对掺铒光纤放大器这三个能级,我们外加一个泵浦光源,泵浦源的目的是给物质输入能量,使得低能级E1的粒子吸收泵浦光的能量后纷纷向上跃迁到E3能级,也就是激发态,我们称这个过程为电子吸收泵浦光跃迁。而E3能级上的粒子是处于激发态,非常不稳定,所以在没有外界粒子激发的情况下,它就会纷纷地向下跃迁,跃迁到E2能级也就是亚稳态,我们称这个过程为无辐射跃迁,没有外界粒子激发,高能级的粒子就自动地自发地向下跃迁到低能级。广东高增益光放大器型号
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