国内武邮院与华中科技大学合作成功地研制开发了在光网络中的关键器件--半导体光放大器,并很快实现了产品化,成为继Alcatel公司之后能够批量供应国际市场应用于光开关的半导体光放大器的供货商,这标志着我国自行研制的应变量子阱器件迈出了商品化生产的关键一步。但半导体光放大器与掺铒光纤放大器相比存在着噪声大、功率较小、对串扰和偏振敏感、与光纤耦合时损耗大,工作稳定性较差等缺陷,迄今为止,其性能与掺铒光纤放大器仍有较大的差距。又由于半导体光放大器覆盖了1300~1600nm波段,既可用于1300nm窗口的光放大器,也可以用于1550nm窗口的光放大器,且在DWDM多波长光纤通信系统中,无需增益锁定,那么它不仅可作为光放大器一种有益的选择方案,而且还可以促成1310nm窗口DWDM系统的实现。FRA可分为集总式LRA和分布式DRA。深圳高增益光放大器分析
现在主要有两种类型的光放大器:半导体光放大器(SOA)和光纤放大器(OFA)。半导体光放大器利用半导体材料固有的受激辐射放大机制,实现光放大,其原理和结构与半导体激光器相似。光纤放大器与半导体放大器不同,光纤放大器的活性介质(或称增益介质)是一段特殊的光纤或传输光纤,并且和泵浦激光器相连;当信号光通过这一段光纤时,信号光被放大。光纤放大器又可以分为掺稀土离子光纤放大器(RareEarthIonDopedFiberAmplifier)和非线性光纤放大器。像半导体放大器一样,掺稀土离子光纤放大器的工作原理也是受激辐射;而非线性光纤放大器是利用光纤的非线性效应放大光信号。实用化的光纤放大器有掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼光纤放大器。飞博光电低噪声光放大器应用放大器的功率增益随泵浦功率的增加而增加。
光放大器一般可以分为光纤放大器和半导体光放大器两种。光纤放大器还可以分为掺铒(Er)光纤放大器,掺镨(Pr)光纤放大器以及拉曼放大器等几种。其中掺铒光纤放大器工作于1550nm波长,已经广泛应用于光纤通信工业领域。掺镨的放大器可以工作于1310nm波长,但是由于转换效率不理想,现在仍然处于实验室研究阶段。拉曼放大器是近几年开始商用化的一种新型放大器,主要应用于需要分布式放大的场合。半导体光放大器结构小巧,方便集成,一直被很多人看好。但是由于偏振效应不太理想,一直没有大规模商用化。
EDFA主要组成有:掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、光耦合器、光隔离器、光滤波器等。在这里面,首先是要有一段掺了饵这种稀土元素的光纤,这段光纤长度一般是10m到100m之间。此外,我们说要把这段光纤***,***需要外界的激励源,因此有一个泵浦光源。而这个泵浦光源是怎样注入到掺铒光纤中来激0活它呢,需要一个光耦合器,耦合器的作用是把不同方向转过来的光耦合进同一根光纤中,那么,耦合的输入一个是外界的泵浦激励源、一个是需要被放大的弱的输入光信号,这两个不同的光通过耦合器注入到同一个光纤中,然后各司其职,其中泵浦光源是***这根掺铒光纤使它处于粒子数的反转分布状态,之后通过输入光信号作为外界的激发,实现受激辐射的过程大于受激吸收的过程,从而实现光的放大。通常工作在1 530~1565 nm光纤损耗比较低的窗口。
EDFA的工作原理是利用波长为980nm或1480nm的泵浦光源,使饵离子Er?3+粒子数反转,信号光入射使亚稳态Er?3+粒子受激辐射,产生信号放大。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,通常为10~35dB,且在较宽的波段内提供较为平坦的增益;③噪声系数较低,各个信道间的串扰极小,可级联多个放大器;④与线路耦合损耗小(小于1dB);⑤具有透明性,放大特性与系统比特率、信号格式和编码无关;⑥成本低,与再生电路相比具有较大的成本优势;⑦结构简单,与传输光纤易耦合。其缺点是:①能够提供的增益带宽不够宽,增益带宽较多只有80nm左右,目前商用化的通常只有30nm,制约了光纤容纳的波长信道数;②不便于查找故障,泵浦源寿命不长;③存在输出功率的控制和不同波长通道的增益均衡问题。拉曼光放大器则是利用拉曼散射效应制作成的光放大器。飞博光电低噪声光放大器应用
半导体光放大器 一般是指行波光放大器,工作原理与半导体激光器相类似。深圳高增益光放大器分析
掺铒光纤放大器是利用掺铒光纤这一活性介质,当泵浦光输入到EDF中时,就可以将大部分处于基态的Er3+抽运到激发态上,处于激发态的Er3+又迅速无辐射地转移到亚稳态上,由于Er3+在亚稳态上的平均停留时间为10ms,因此很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转,此时,信号光子通过掺铒光纤,在受激辐射效应作用下产生大量与自身完全相同的光子,使信号光子迅速增多,这样在输出端就可以得到被不断放大的光信号。自80年代末至90年代初研制成掺铒光纤放大器(EDFA),并开始应用于1.55mm频段的光纤通信系统以来,推动了光纤通信向全光传输方向发展,且目前EDFA的技术开发和商品化较成熟;应用较广的C波段EDFA通常工作在1530~1565nm光纤损耗比较低的窗口,具有输出功率大、增益高、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率和数据格式无关,且同时放大多路波长信号等一系列的特性,在长途光通信系统中得到了较广的应用。深圳高增益光放大器分析
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