新型光放大器及应用
光放大器在现代光纤通信系统中的应用
光放大器在现代光纤通信系统中的应用一、引言随着信息技术的快速发展，光纤通信系统已成为现代通信领域的主流技术。
而在光纤通信系统中，光放大器是一个非常重要的组成部分。
本文将对光放大器在现代光纤通信系统中的应用进行全面详细的介绍。
二、什么是光放大器光放大器是一种能够对光信号进行放大的设备。
它可以将弱光信号放大到足够强度以便于传输和处理。
目前常见的光放大器有半导体光放大器、掺铒光纤放大器和掺铒波导放大器等。
三、半导体光放大器在现代光纤通信系统中的应用半导体光放大器是一种基于半导体材料制成的可调谐激光源。
它具有高带宽、低噪声、小尺寸等优点，因此被广泛应用于现代光纤通信系统中。
1. 充当预调制器在直接调制激光（DML）输出时，由于其输出功率受限制，容易受到外界噪声干扰，因此需要一个预调制器来对其进行调制。
半导体光放大器可以作为预调制器，通过对输入信号进行放大和调制，从而提高系统的传输性能。
2. 充当放大器半导体光放大器可以作为信号放大器，将弱光信号放大到足够强度以便于传输和处理。
在光纤通信系统中，它通常被用作前置放大器或中间放大器。
四、掺铒光纤放大器在现代光纤通信系统中的应用掺铒光纤放大器是一种基于掺铒光纤材料制成的激光源。
它具有高增益、低噪声等优点，因此也被广泛应用于现代光纤通信系统中。
1. 充当前置放大器掺铒光纤放大器可以作为前置放大器，将输入的弱光信号进行增益，从而提高整个系统的传输性能。
2. 充当中间放大器在长距离传输时，由于信号衰减严重，需要在传输过程中加入一些中间放大器来对信号进行增益。
掺铒光纤放大器可以作为中间放大器，在传输过程中对信号进行增益，从而保证信号的传输质量。
五、掺铒波导放大器在现代光纤通信系统中的应用掺铒波导放大器是一种基于掺铒波导材料制成的激光源。
它具有高增益、低噪声等优点，因此也被广泛应用于现代光纤通信系统中。
1. 充当前置放大器掺铒波导放大器可以作为前置放大器，将输入的弱光信号进行增益，从而提高整个系统的传输性能。
氮化镓光功能器件
氮化镓光功能器件引言氮化镓（GaN）是一种宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和热性能。
由于其特殊的物理和化学性质，氮化镓在光电子器件中得到了广泛应用。
本文将介绍一些基于氮化镓的光功能器件及其应用。
一、氮化镓发光二极管（LED）氮化镓发光二极管（LED）是氮化镓光功能器件中最为重要的一类。
氮化镓LED具有高亮度、高效率、长寿命等优点，被广泛用于照明、显示和通信等领域。
其工作原理是利用氮化镓材料的直接能隙特性，在外加电压作用下，电子与空穴复合释放能量，产生光辐射。
二、氮化镓激光二极管（LD）氮化镓激光二极管（LD）是一种通过受激辐射产生高纯度、高亮度的激光光源。
与其他激光器相比，氮化镓激光二极管具有体积小、功率密度高和发射波长范围宽等特点。
它在光纤通信、光磁存储和医疗器械等领域有着广泛的应用。
三、氮化镓光电二极管（PD）氮化镓光电二极管（PD）是一种将光信号转换为电信号的器件。
它具有高速响应、高灵敏度、低噪声等特点，被广泛应用于光通信、光电探测和光谱分析等领域。
氮化镓光电二极管的工作原理是当光子入射到器件中时，产生电子空穴对，形成电流输出。
四、氮化镓太阳能电池（GaN-Solar Cell）氮化镓太阳能电池（GaN-Solar Cell）是一种新型的高效能量转换器件。
相比于传统硅太阳能电池，氮化镓太阳能电池具有更高的光电转换效率和更好的热稳定性。
由于氮化镓材料的宽禁带和高饱和电子迁移率特性，使得氮化镓太阳能电池在低光强环境下仍然能够保持较高的发电效率。
五、氮化镓光探测器（PD）氮化镓光探测器（PD）是一种用于检测光信号的器件。
由于氮化镓材料具有较高的饱和电子迁移率和较低的噪声特性，使得氮化镓光探测器具有高速响应和低噪声的优点。
氮化镓光探测器在光通信、光纤传感和图像识别等领域有着广泛的应用。
六、氮化镓光放大器（SOA）氮化镓光放大器（SOA）是一种用于光信号放大的器件。
氮化镓材料的高饱和电子迁移率和较低的损耗特性，使得氮化镓光放大器具有高增益、宽带宽和低噪声的优势。
光放大器的种类及其应用
小 、 能少 和价格便 宜。光放大器能直接 放大光信 号， 信号 的格式和速 率具有 高度 的透 耗 对 明 、 使得光纤通 信系统 更加简 单和灵 活：它的 出现 和发展 ， 光通信 发展 史 Ｌ 是 的重 要里
生受激发射 ， 受激 发射 产生信号增益 在信 号光 得 到放大 的 同时 ， 自发辐射 也被 放大 ， 井 被 当 作 随机 起 伏 的 放 大 器噪 声 ， 之 为 Ａ Ｅ（ 大 了 的 自发 辐 射 ） 称 Ｓ 放
２２ 拉曼光纤放大 器｛ Ｒ ． Ｆ Ａ） 拉 曼光 纤 放 大 器 是 利 用 石 英 光 纤 的 非 线 胜效 应 而 制 成 在 合 适 波 长 的强 光 作 用 下 ，
杂 光纤 吸 收 泵 浦 光 后 ， 对 另 一波 长 处 的 信 号 产 生 增 益 使 信 号 光 在 掺 铒 光 纤 的传 播 过 将
程中不断放大 。 ３ 光 放 大器 的应 用 ３ １ 半 导 体 光 放 大 器 的 应 甩 ．
基 于 半 导体光 放 大 器 体 积 小 、 率 消耗低 、 于 光 电集 成 等 优点 ， 功 便 因此 ， 要 用 于 光 电 主 子 集 成 电路 、 子 交 换 门 和 调 制 器 、 光 宽带 全 光 波 长 移 动 器 、 滤 波 器 等 方 面 。半 导 体 光 放 光 大 器 在 长 途 通 信 中 可 作 为 功 率 放 ｒ 器 、 线 放 大 器 和 前 置 放 大 器 用 。 然 而 由于 掺 铒 光 纤 人 在 放 大 器 （ Ｄ Ａ） Ｅ Ｆ 的优 异 特 性 — — 输 出最 大 光 功 率 较 高 、 声 系 数 Ｎ 噪 Ｆ较 低 、 益 较 高 和 增 ｊ 光 纤 的兼 容性 等 ， １５ ｎ 处 基 本 都 采 用 掺 铒 光 纤 放 大 器 作 为 这 三 种 放 大 器 。 半 导 体 在 ５０ｍ 光 放 大 器 在长 距 离 系统 中 的 实 际 可 能 的应 用 还 是 在 １０ ｎ 的 系 统 上． 为 已敷 设 Ｉ夫 ０ｍ ３ ．因 量 常 规 光纤 ， 色 散 零 点 是 在 １０ ｎ 处 ． 能 有 些 系 统 仍 工作 在 １０ ｎ 处 ， 要 功 率 放 其 ３Ｏ ｔ ｏ 可 ３０ ｍ 需 夫 、 线 放 大 和前 置 放 大 可 是 在 ｔ０ ｎ 区还 没 有 台 适 的 光 纤 基 的 放 大器 在 ３０ ｍ
光纤放大器工作原理和调试
光纤放大器是指运用于光纤通信线路中，实现信号放大的一种新型全光放大器。
光纤放大器不需要经过光电转换、电光转换和信号再生等复杂过程，可直接对信号进行全光放大，具有很好的“透明性”，特别适用于长途光通信的中继放大。
光纤放大器的工作原理光纤放大器技术就是在光纤的纤芯中掺入能产生激光的稀土元素，通过激光器提供的直流光激励，使通过的光信号得到放大。
传统的光纤传输系统是采用光—电—光再生中继器，这种中继设备影响系统的稳定性和可靠性，为去掉上述转换过程，直接在光路上对信号进行放大传输，就要用一个全光传输型中继器来代替这种再生中继器。
光纤放大器的调节方法使用漫反射光纤，状态在L.ON1、将MODE拨到L.ON2、通电后，将光纤对到检测物体，红光ouτ亮，将旋钮左旋到ouT 灯灭，再将旋钮向右以1/4圈的速度旋转到ouT红灯亮，调整完毕。
如需反向动作，做L.OND.ON切换。
使用对射光纤，状态在L.ON1、将MODE拨到L.ON2、通电后，将光纤安装好，没有检测物体的情况下，如红灯亮，将旋钮左转到ouT灯灭，再将旋钮向右以14圈的速度旋转到oUT红灯亮，调整完毕。
将检测物体放入光纤之间，our灯灭。
如需反向动作，做L.OND.ON切换。
自动设定法1.开关由RUN位置推到SET位置，进入设定状态;2.按住SET键约3秒钟后进入自动判断模式，此时灯会从快速闪烁变成1秒钟一次;3.继续按住SET键不放，让被测物在光纤前经过，重复3~8次;4.被测物离开光纤检测区域后，放开SET键，灵敏度设定OK;5.最后将开关由SET位置推回RUN.进入锁定状态，最后我们还可以根据实际情况对F70AR进行微调。
光电放大器分类及应用实例
光电放大器分类及应用实例光电放大器是一种能够将输入光信号转化为强电信号输出的放大设备。
根据其不同的原理和结构，光电放大器可以分为以下几种分类：1. 光电倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）：光电倍增管是最早被开发和广泛使用的光电放大器之一。
它由光电阴极、多级倍增极和收集极构成。
当入射光线击中光电阴极时，会产生一系列的二次电子（多级倍增极）并通过电场加速后被收集极收集，从而实现光电转换和电流放大。
2. 硅光电倍增器（SiPM）：硅光电倍增器是一种基于硅材料的光电放大器。
它由一系列微小的单光电子级联组成，能够实现高增益、低暗计数、高时间分辨率等特点。
硅光电倍增器在医学成像、核物理实验等领域有着广泛的应用。
3. 探测器阵列：探测器阵列是由多个单元探测器组成的阵列结构。
每个单元探测器都有自己的光电放大功能，可以同时对多个通道的光信号进行放大和转换。
探测器阵列广泛应用于光纤通信、光谱测量、光学显微镜等领域。
4. 可调增益光纤放大器（EDFA）：可调增益光纤放大器是一种利用掺铒双折射光纤放大光信号的器件。
它能够在不引入明显附加噪声的情况下实现高增益、宽带宽放大，广泛应用于光纤通信、光传感等领域。
5. 光电探测器：光电探测器是一种直接将光信号转换为电信号的器件。
常见的光电探测器有光电二极管（Photodiode）、光导电池（Photoconductive Cell）等。
光电探测器通常具有高灵敏度、快速响应、低噪声等特点，广泛应用于光通信、光测量、光谱分析等领域。
光电放大器具有广泛的应用领域。
以下是一些典型的应用实例：1. 光通信：光电放大器在光通信系统中起着关键的作用。
它们能够对输入的弱光信号进行放大，提高信号传输的可靠性和距离。
光电倍增器、可调增益光纤放大器等光电放大器广泛应用于光纤通信系统的接收机、中继站、光纤放大器等部件中。
2. 光谱分析：光电放大器在光谱分析领域中被广泛应用。
通过将光信号转换为电信号并进行放大处理，可以获得更高的信噪比和更精确的测量结果。
一种新型高功率光纤放大器
１２ ０ ） ３ ０ １
要： 渡分复用传 输系统容量 的扩 大要求掺铒光纤放大器 （ Ｄ Ａ） Ｅ Ｆ 具有较高的输出光功率 ， 而较高 的输 出光功 然
率会产生非线性效应 ， 引起信号 失真， 优化高技 ＥＤ Ａ参数 的同时也增加 了电路的非线性 针对这一 问题 ， Ｆ 提出了
一
种新型 的高功率掺铒／ 镱光纤放大器 （ ＹＤ Ａ） 取得 了较低 的非线性与较高的输出功率 Ｅ Ｆ －
维普资讯
２０ ０ ２年 ２月
第 １ （ 第 １ ８期 ） 期 总 ５
吉 林 电 力 Ｊｌ ｌｃ ｒ ｏ ｒ ｉｎ Ｅ ｅ ｔｉ Ｐ ｗｅ ｉ ｃ
Ｆｅ ２ ０ ｂ． ０ ２
Ｎｏ １ （ ｅ ＮＯ １ ８ ． Ｆ ｂ． ． ５ ）
一
解 决 这个 问题 采用 了双 包 层放 大 器 ， 心与 内包 层 纤
问光 信号 以单 模传 输 ， 泵浦 光在 外包 层 问以 多模 传
输 。这样结构 的放 大器 比泵浦 光直 接耦 合到纤 心 的
和 Ｇ值 （ Ｇ＝ｅｐ ｇ ） ｘ （Ｌ） 。显然 Ｅ Ｆ 的 Ｄ 值 比普通
的单模 光 纤小 ， 因为相 对 折 射指 数 的变 化量 很 高 可 获 得 高效 增益 。相 反 ， 加 Ｅ 增 ＤＦ的 ＾ 则 泵 浦 至 信
收稿 日期 ： ０ １ １ Ｏ ２０ ４
作者简介 ： 陈晓塌（ ９０ ） 女 ， 师（ 读博 士）现在 东北电力 学院从事通信专业教 学工作 。 １７ 一 ， 讲 在 ，
信 号波长 从公 式 （ ） 以看 出非线 性现 象随着 Ａ １可 和ｇ的 增 加而受 到抑 制 ， 据 Ｅ Ａ 的应 用选 择相 应的 根 ＤＦ
计 的 Ｅ Ｆ 输 出功率 可达到 １５Ｗ 。 Ｄ 的纤 心直 Ｄ Ａ ． Ｅ Ｆ 径 至 多为 １ ｒ， ０ｔｎ 这就 限制 了可耦 合 的泵浦 功率 。 ｔ 为
光放大器的应用及发展
光放大器的应用及发展光放大器是一种广泛应用于光通信、光网络、光传感等领域的重要光学器件。
它能够将光信号放大，提高光通信传输距离和质量，实现光网络的高速传输和大容量扩展。
随着光通信科技的发展，光放大器也在不断发展壮大，其应用范围和性能也在不断拓展。
光放大器的应用主要包括：光纤通信、光网络、激光雷达、光卫星通信、光传感器、光纤传感等。
首先，光放大器在光纤通信中起到放大信号的作用，可以提高信号质量和传输距离，使得光纤通信信号能够覆盖更远的距离。
其次，光放大器在光网络中也起到重要作用，可以提高网络容量和传输速率，实现高速光通信。
此外，在激光雷达和光卫星通信中，光放大器也被广泛应用，能够提高雷达信号和卫星信号的强度和质量，提高探测和通信的性能。
光放大器还可以用于光传感器，对光信号进行放大和处理，提高传感器的灵敏度和精度。
光放大器在光纤传感中也有重要应用，可以用于光纤光栅传感、光纤温度传感、光纤拉力传感等领域。
随着科技的不断进步，光放大器也在不断发展。
传统的光放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、掺铒光纤光栅放大器（Erbium-doped fiber grating amplifier，EDFGA）和掺铒光纤放大器（Erbium-doped fiber amplifier，EDFA）等。
掺铒光纤放大器是目前应用最广泛的一种光放大器，具有高增益、宽工作带宽和低噪音特点。
而掺铒光纤光栅放大器是在掺铒光纤放大器基础上发展起来的一种新型光放大器，具有较窄的光谱宽度和较高的增益均匀性，适用于一些特殊应用场景。
此外，还有掺镱光纤放大器（Ytterbium-doped fiber amplifier，YDFA）、掺铒镱光纤放大器（Erbium-ytterbium-doped fiber amplifier，EYDFA）等光放大器也开始逐渐被应用。
同时，新型的光放大器技术也在不断发展中。
例如，基于半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier，SOA）的光放大器技术，它具有小尺寸、低功耗和低成本的特点，在光通信和光网络中有着广泛的应用前景。
半导体光放大器(SOA)
半导体光放大器(SOA)简介半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)是一种利用半导体材料作为放大介质的光放大器，主要应用于光通信、光传感和光控制等领域。
SOA的基本结构是由两个正极极性相反的PN结组成的单元，并且有很多波导结构的SOA是由多个PN结组成。
SOA可以实现光信号对光信号的放大，同时也可以实现光信号对电信号的转换功能。
工作原理SOA的放大原理是基于半导体PN结的光电效应，当有光信号输入到SOA中时，电子和空穴被电场加速并移动，使其在PN结中电子处于芯区，空穴处于耗尽区。
在这个过程中，光子与电子发生相互作用，并将光子能量被传递给电子，从而使电子被激发到更高能级，这导致了吸收。
如果有合适的反向偏置电压作用于PN结，就可以实现同时具有增益和放大的效果。
优点相比于其他光放大器，SOA有以下的优点：1.SOA结构简单，易于集成到其他光电器件中。
2.延迟时间短，响应时间快，能够满足高速传输的需求。
3.信号放大增益宽度较大，可以处理多路不同波长光信号。
4.可以通过控制反向偏置电压来调节放大增益，提高信噪比。
应用领域SOA在光通信、光传感和光控制等领域被广泛应用，具体包括：1.光纤通信系统中作为光信号的放大器使用。
2.光纤传感系统中作为传感器信号的转换器使用。
3.光控制系统中作为调光器件使用。
4.光交换系统中作为切换器件使用。
挑战和未来SOA在应用中仍然存在一些挑战，如需要设计电路提高SOA的增益和降低其噪声、抑制SOA饱和等。
同时，随着光通信领域的不断发展，SOA也在不断地得到改进和完善，未来的SOA将更加强大、灵活和高效。
总结半导体光放大器(SOA)作为一种光放大器，具有结构简单、响应时间快、增益宽度大等优点，被广泛应用于光通信、光传感和光控制等领域。
SOA面临着一些挑战，但未来有很大的发展空间。
光放大器原理分类及特点
掺铒光纤(EDF)和高功率泵浦光源是关键器件；
2.3 EDFA结构和特性-结构
EDF的增益取决于Er3+的浓度、光纤长度和直径以及泵浦光功率等多种因素，通常由实验获得最佳增益。
波分复用器(WDM)把泵浦光与信号光耦合； 基本要求：采用插入损耗小，熔拉双锥光纤耦合器型波分复用器。
光隔离器置于两端防止光反射；保证系统稳定工作和减小噪声。
光滤波器是滤除放大器噪声，提高系统的信噪比。
对泵浦光源（波长通常为980 nm或1480 nm）的基本要求是大功率和长寿命。现在的研究表明波长为980 nm的泵浦效率最高，且噪声较低，是未来发展的方向。
2.3 EDFA结构和特性-结构
同向泵浦
因泵浦源所在的位置不同，分成同向、反向及双向泵浦方式。 1.同向泵浦：泵浦光与信号光从同一端注入掺铒光纤。输入泵浦光较强，故粒子反转激励也强，其增益系数大。其优点是构成简单，噪声指数较小；缺点是输出功率较低。
光隔离器
WDM
EDF
光隔离器
例：若EDFA输入信号为300uW，在1 nm带宽内的输入噪声功率是30 nw，输出信号功率是60 mW，在1 nm带宽内的输出噪声功率增大到20uW，计算光放大器的噪声指数。
01
解：光放大器的输入信噪比为： ：
02
光放大器的输出信噪比为：
03
噪声指数为：
04
2.5 EDFA的系统应用
1. EDFA用作前置放大器
增益高，噪声低，输出功率大。增益达40dB。输出功率在单向泵浦14dBm，双向泵浦17dBm-20dBm，充分泵浦时，噪声系数可低至3－4dB，串话也很小。
光钎放大器说明书
光钎放大器说明书一、产品概述光钎放大器是一种利用光纤增益介质将输入光信号进行放大的设备。
本说明书旨在详细介绍光钎放大器的结构、性能参数、使用方法以及注意事项。
二、产品结构光钎放大器主要由以下几个部分组成：输入接口、光纤放大器、输出接口、供电接口等。
下面将对各部分进行详细介绍。
1. 输入接口输入接口位于设备的前端，主要用于接收输入光信号。
该接口采用标准光纤连接方式，确保信号传输的稳定性和可靠性。
2. 光纤放大器光纤放大器是光钎放大器的核心部分，它包含一段光纤及相关控制电路。
光纤放大器通过高纯度的光纤材料和控制电路，实现对光信号的增益放大。
3. 输出接口输出接口位于设备的后端，主要用于输出放大后的光信号。
该接口同样采用标准光纤连接方式，确保信号传输的稳定性和可靠性。
4. 供电接口供电接口用于连接电源，为光钎放大器提供正常工作所需的电能。
请确保使用符合设备规定的电源，以避免电气故障或设备损坏。
三、性能参数光钎放大器具有以下几个重要的性能参数，用户在购买和使用过程中需特别关注：1. 增益增益是光钎放大器放大光信号的能力。
通常以分贝（dB）为单位表示。
请根据实际需求选择合适的增益值，以确保信号的质量和稳定性。
2. 噪声系数噪声系数是光钎放大器引入的噪声水平。
低噪声系数代表较好的信号放大效果。
在选择光钎放大器时，要尽量选择噪声系数较低的产品。
3. 输入/输出功率输入/输出功率指的是光信号在放大器中的功率级别。
请根据实际需求选择合适的功率范围，以避免过大或过小的功率对设备造成影响。
4. 光纤类型光纤放大器适用的光纤类型也是用户需关注的重要参数。
请选择与光钎放大器兼容的光纤类型，以确保设备的正常工作。
四、使用方法1. 连接设备将输入光纤与光钎放大器的输入接口连接，并确保连接牢固。
同样，将输出光纤与光钎放大器的输出接口连接，并确保连接牢固。
2. 供电将光钎放大器的供电接口连接电源，并确保电源的正常工作。
请注意检查电源的电压与设备的额定电压是否一致。
光放大器在现代光纤通信系统中的应用
光放大器在现代光纤通信系统中的应用光放大器是一种能够放大光信号的器件，它在现代光纤通信系统中扮演着非常重要的角色。
光放大器的应用使得光纤通信系统的传输距离和传输速率都得到了极大的提升。
在传统的光纤通信系统中，信号需要经过一定的距离后就会逐渐衰减，这就需要在信号传输的过程中不断地进行信号放大。
而传统的光纤通信系统中使用的是电子放大器，这种放大器的放大效果受到了很多限制，比如说放大器的带宽、噪声等等。
这些限制使得传统的光纤通信系统的传输距离和传输速率都受到了很大的限制。
而光放大器的出现，使得这些限制都得到了很好的解决。
光放大器可以直接对光信号进行放大，而不需要将光信号转换成电信号再进行放大。
这样就可以避免电子放大器的限制，使得光纤通信系统的传输距离和传输速率都得到了极大的提升。
光放大器的应用不仅仅局限于光纤通信系统中，它还可以应用于其他领域，比如说激光器、光学传感器等等。
在这些领域中，光放大器也发挥着非常重要的作用。
光放大器在现代光纤通信系统中的应用是非常重要的。
它的出现使得光纤通信系统的传输距离和传输速率都得到了极大的提升，为人们的生活和工作带来了很多便利。
随着科技的不断发展，相信光放大器的应用会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利。
光放大器原理分类及特点
光放大器原理分类及特点光放大器是光通信系统中的重要设备，用于放大光信号以提高信号传输范围和质量。
根据其原理和工作特点，光放大器可以分为4大类：掺铥光纤放大器、掺镱光纤放大器、掺铒光纤放大器和半导体光放大器。
以下是对这4类光放大器的原理分类和特点的详细描述：1.掺铥光纤放大器（EDFA）掺铥光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier）是一种利用掺铥光纤实现信号放大的技术。
其工作原理是将铥（Thulium）离子引入到光纤中的硅酸盐或氟化物基质中，然后通过泵浦光的作用，使铥离子激发能级跃迁，进而引发光放大效应。
掺铥光纤放大器的特点如下：-宽带放大：EDFA非常适合放大光通信系统中的WDM（波分复用）信号，可以实现对多个波长信号的同时放大。
-高增益：EDFA具有高增益特性，可以在几角度到几十角度范围内放大光信号。
-低噪声：与其他光放大器相比，EDFA的噪声水平较低，可以提供清晰的信号放大效果。
-高饱和功率：掺铥光纤放大器的饱和功率较高，能够提供更大的输出功率。
2.掺镱光纤放大器（TDFA）掺镱光纤放大器（Thulium Doped Fiber Amplifier）利用掺镱光纤实现放大功能。
镱离子的能级结构能够提供在中红外波段（2-6μm）上进行放大的能力。
掺镱光纤放大器的特点如下：-高增益：TDFA在2-6μm波段都能提供很高的增益，可以对波长范围内的信号进行放大。
-扩展带宽：镱离子的能级结构适用于该频段的信号放大，可以满足更广泛的应用需求。
-较低饱和功率：相比于其他掺镱材料，掺镱光纤放大器的饱和功率较低，但仍足够满足不同应用的需求。
3.掺铒光纤放大器（EDFA）掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier）是一种利用掺铒光纤实现信号放大的技术，也是目前应用最广泛的光纤放大器之一、其工作原理是通过掺杂在光纤中的铒离子实现信号放大。
掺铒光纤放大器的特点如下：- 适用于C波段和L波段：EDFA的工作波长范围涵盖了C波段（1530-1565nm）和L波段（1565-1625nm），可以广泛应用于光通信系统中。
几种光纤放大器的比较
几种光放大器的比较一、引言光纤放大器的研制成功是光纤通信史上的一个重要里程碑，是新一代光纤通信系统中不可缺少的关键技术，它解决了衰减对光网络传输距离的限制，又开创了1550nm波段的波分复用系统。
从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光网络传输等成为现实，自从1987年第一台EDFA光纤放大器开发成功以来，光纤放大器在光通信系统中应用越来越广泛。
目前光纤放大器要有三类：掺稀土类光放大器(如EDFA，PDFA，TDFA等)、半导体光纤放大器(SOA、非线性效应光放大器(如喇曼光纤放大器．布里渊光纤放大器等)。
二、掺铒光纤放大器（EDFA）掺铒光纤放大器（EDFA）是目前应用最为广泛的光纤放大器，主要由掺饵光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔离器．光滤波器等组成，如图1所示。
掺铒为增益介质，光耦合器的作用是把输入光信号和泵浦光耦合进掺铒光纤，通过掺铒光纤的作用把泵浦光的能量转移到输入光信号中，实现光信号的能量放大。
光隔离器的作用是抑制反射光，保证光放大器工作稳定。
光滤波器的作用是滤除铒离子由于自发辐射产生的噪声（ASE）。
光信号图一EDFA的基本组成光信号信号输出图二、双级EDFA结构其工作原理是利用波长为980nm或1480nm的泵浦光源，使饵离子Er3+粒子数反转，信号光入射使亚稳态Er3+粒子受激辐射，产生信号放大。
EDFA的结构现已发展成很多类型，由单级结构发展到双级和多级结构（如图二为双级结构），多级结构主要应用于中级接入，目的是实现监控、OADM、DCM等功能。
EDFA的优点是：1)通常工作在1530—l565nm光纤损耗最低的窗口；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，980nm泵浦为3.2—3.4 dB，接近3 dB的量子极限，1480nm泵浦, 噪声系数通常为4－8 dB，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，EDFA具有较大的成本优势。
光功放大器在不同跨段数应用和光放输出功率调整方案
光功放大器在不同跨段数应用和光放输出功率调整方案1.引言1.1 概述光功放大器是一种关键的光通信设备，用于放大光信号以增强传输距离和提高信号质量。
随着光通信技术的发展，多跨段的光通信系统已经成为一种普遍应用的方式。
在不同跨段数下，光功放大器的应用方式和性能特点也存在一定差异。
本文将重点探讨光功放大器在不同跨段数应用以及光放输出功率调整方案。
首先，我们将介绍跨段数的定义和意义，深入了解为何多跨段的光通信系统如此重要。
其次，我们将详细分析不同跨段数下光功放大器的性能特点，包括增益、噪声指数、非线性效应等影响因素。
同时，我们还将讨论不同跨段数下的光功放大器的应用前景，探索其在实际光通信系统中的优势和潜力。
此外，本文还将探讨光放输出功率调整方案。
我们将分析光放输出功率的调整需求，并详细介绍光放输出功率调整的方法和技术。
对于不同跨段数的光通信系统，各种调整方案的优劣将进行比较和评估，为光放输出功率的调整提供指导和参考。
通过对光功放大器在不同跨段数应用和光放输出功率调整方案的深入研究，本文旨在为光通信领域的研究和工程实践提供有益的参考和指导。
接下来的章节将进一步展开具体内容，希望读者能从中获得有关光功放大器在不同跨段数应用和光放输出功率调整方案方面的全面了解。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为三个主要部分，即引言、正文和结论，每个部分包含若干小节。
在引言部分，我们将对光功放大器在不同跨段数应用和光放输出功率调整方案进行概述，明确文章的主要研究内容和意义。
同时，我们将介绍本文的结构安排，以使读者更好地理解整篇文章的布局。
在正文部分，我们将深入探讨光功放大器在不同跨段数应用的背景和重要性。
首先，我们将定义并解释跨段数的概念，以及它在光功放大器中的意义。
接着，我们将分析在不同跨段数下光功放大器的性能特点，比较它们在增益、噪声等方面的差异，以及对系统性能的影响。
随后，我们将重点研究光放输出功率调整方案。
首先，我们将介绍光放输出功率调整的需求，包括在光通信和光传感等领域的应用中对功率调整的要求。
光放大器的分类,特性和应用
光放大器的分类,特性和应用2000年9月第3期现代有线传输一光放大器的分类,特性和应用李永武/7(信息产业部北京邮屯鼋北京100035)●【摘要】本文对目前处于商用阶段和宴验室阶段的光放大器的分类进行说明并简要丹绍各种光放大器的特性和应用.关键词:光放大器分类1概述近年来,掺铒光纤放大器(EDFA)技术迅速成熟.带动了多种新型的光纤放大器走向市场化.同时也刺激了多种光纤或非光纤型的光放大器在实验室中的研制开发.ITUT,IEC等国际标准组织正在对各种光放大器(OA)的特性和应用等进行标准化,ITUTSG15已经制定了关于oA的G.661,G662,G663建议,但主要是关于EDFA的建议.随着各种OA技术的成熟和市场的需求.还将制定一些新的建议或对已有的建议进行补充修改.本文将介绍对商用的和仍处于实验室阶段的光放大器的科学的分类,便于区分各种光放大器的特点同时对各种光放大器的特性进行简要的描述,重点介绍其属性,性能和应用.通常.光纤放大器可以按其荧光搀杂物和光纤主体来进行分类.本文介绍的是根据搀杂物来分类的方法.例如:目前市场上使用最多的是掺铒光纤放大器(EDFA),同时铒也可以搀杂在其他光纤主体中,氟和碲也可搀杂或联合搀杂在硅光纤中.随着铒通带的传输容量迅速饱和,人们更热哀于寻找其他类型的光纤主体,可以提供铒通带外的光增益.这些新型的光纤放大器与EDFA共同使用,将提供l50 nm到200nm范围内的低损耗通带,以利于未来的高速大容量的传输系统.收稿日期t2000—08～2z—-20——所有的光纤放大器都需要用泵浦源使光子受激辐射,但半导体光放大器是采用电流注入到不同注人方式的半导体复合物中而使光子受激辐射.其他非基于光纤主体的光放大器.例如掺硅的平坦波导和搀杂聚合物的平坦波导也已经取得了很好的进展,达到了实用的水平基于上述技术的新产品已经开始出现,并使用了诸如POW A,PWOA,和EDWA等缩写词,在本文的光放大器分类表中将列出这些新的缩写词.毫无疑问,今后将有其他新型的光放大器和新的缩写词出现在分类表的清单里.2光放大器的分类和缩写r—OFA()^——一L-0WGA一+EI)FAL+EYDFA一一PDFAL?1DFAS()AL,EDWA—DSFA———...L—一I~)FFAL—ED1FAEYDSF^PDFFA1uFF^第3期李永武:光放大器的分类,特性和应用其中:OA(OpticalAmplifier):光放大器0FA(OpticalFibreAmplifier):光纤放大器EDFA(ErbiumDopedFibreAmplifier):掺铒光纤放大器EDSFA(ErbiumDopedSilicaFibre Amplifier):掺铒硅基光纤放大器(就是通常的EDFA)EDFFA(ErbiumDopedFluorideFibre Amplifier):掺铒氟基光纤放大器EDTFA(ErbiumDopedTelluriteFibre Amplifier):掺铒碲基光纤放大器EYDFA(ErbiumYtterbiumDopedFibre Amplifier):掺铒镱光纤放大器EYDSFA(ErbiumYtterbiumDopedSilicaFibreAmplifier):掺铒镱硅基光纤放大器PDFA(PraseodymiumDopedFibreAmplifier):掺镨光纤放大器PDFFA(PraseodymiumDopedFluorideFibre Amplifier):掺错氟基光纤放大器(就是通常的PDFA)TDFA(ThuliumDopedFibreAmplifier):掺铥光纤放大器TDFFA(ThuliumDopedFluorideFibreAmplifier(alsoknownasTDFA)):掺铥氟基光纤放大器(就是通常的TDFA)FRA(FibreRamanAmplifier):拉曼放大器OWGA(Optica1WaveGuideAmplifier):光波导放大器SOA(SemiconductorOptiea1Amplifier):半导体光放大器EDW A(ErbiumDopedWaveguideAmplifier):掺铒波导放大器(也称POWA)3光放大器的工作频段市场上首先使用的是掺铒光纤放大器(EDFA),工作在硅光纤的1550nm低损耗传输窗口.虽然EDFA在l528～l563nm段有近35nm的光通带,但在通带内增益不是根平坦早期的放大器是窄带单波长放大器,使用其l533nm到1557 nm增益窗口的增益峰值.随着WDM的发展. EDFA在1540nm至1563nm的固有平坦增益区域更适用于多通道的应用.这个平坦增益区域称为红带,一般是指18到23nm的带宽.而EDFFA的研究,更注重于较EDFA的红带更为平坦的增益特性,这将使EDFFA适用于更多的WDM通道.随着增益平坦滤波器技术的引入. 可以使EDFA的增益峰值更为平滑,特别是在1533nm附近,将使EDFA具有与EDFFA相同的平坦增益,因而EDFA同样适用于多通道的wDM EDFA加滤波器的解决方案是目前产品中较为通用的方案.C波段放大器适用于常规波段,C波段内1528nm到1540nm这一区域也称为蓝带.红带和蓝带的精确界限一般由制造商界定通常其边界在铒通带的中心即1545nm近年来,利用高功率,低成本的泵浦技术,铒通带的长波长区也可投入实际的应用中,从而开发了一个新的使用窗口.这个窗口位于1570nm到1620tim频带内.因为位于较C波段更长的波段内.因而称之为L波段.通常也日E波段,即扩展波段的意思.而C波段和L波段统称为铒通带使用新型材料的EDTFA可以给出从1530nm到1620tim的带宽内连续平坦增益的工作窗口.同样包括了EDFA所能提供的c波段和I,波段. TDFFA与EDTFA类似,都是采用新型材料的光纤放大器,不同的是,TDFFA开发了从l450tim到1480tim的工作窗VI,这个频段通常称之为s波段.最近的研究结果表明,使用新型材料也可以获得从1480nm到1528nm的工作窗口,这个窗口一般称之为增益位移的s波段.一些资料中也称从1450nm到1520nm这段为s波段.而包层中含有铽离子的掺铥光纤可获得超出L波段即l650tim区域的增益效果.在l550nm传输窗口之外,PDFFA可以提供l310nm传输窗口的光增益,如同拉曼放大器和半导体光放大器一样SOA和简易的单泵源的拉曼放大器,都可以提供约30tim的增益频段对于SOA而言,增益窗口的中心波长受半导体材料特性限制.对于拉曼放大一2】一现代有线传输器,则受限于泵源的波长和光纤的斯托克位移(Stokeshiltofthefiber).有资料显示,多泵源的拉曼放大器可以获得高达100nFll的增益带宽.原理上两种放大器都可提供任意硅光纤传输窗口的增益,目前的数据仅限于1550nm和l310nm窗口.下图说明光放大器的工作窗口和波段.《蜷要}ll可以工作在I3I和I55微米窗口的FRA可工作在l3I和I55微米窗口的SOA4掺铒光纤放大器4.1掺铒硅基光纤放大器(EDFA或EDSFA)41.1概述EDFA的概念于1985年第一次提出.当时传统的无中继系统已接近了其性能的顶峰南安普顿大学的一个研究小组研究发现.某种光纤可以在1550 nm波长附近获得光增益.这些特殊的光纤掺有稀土元素,可由低功率的可见光激励形成粒子数反转.由于操作的便利性.特别是在低损耗及应用于l550nm这个电信应用的窗口附近,使EDFA倍受光纤通信领域注视4.1.2EDFA基本特性通常EDFA可以由多个波长的泵源来激励,一般多用980llln和1480nlTl波长的泵源.可一22一以获得从l520nF1).到l625nm波长范围内的光增益,虽然长波长部分尚未由各种实体最终实现.一个典型的掺铒光纤放大器由单模掺铒光纤,泵浦源,用于混合信号和泵浦功率的WDM器件,输人输出端的隔离器等组成.铒原子有很多能量级别.但是只有一小部分能量级用于通信系统的光放大作用.包括基态和亚稳态.高能级的变化体现为可见的和紫外的光谱区域. 无助于EDFA的应用.下图a为简略的EDFA能量级图.图b为EDFA使用的主要能量级.EDFA的光增益与偏振无关,可以抑制通道间的串音.同时具有高饱和的输出功率及很低量级的噪音EDFA可以同时放大其工作波长区域内的小信号,其工作波长区域根据其设计结构不同而变化.EDFA工作的l550nF1).区域正好是硅光纤的最低损耗区域.而EDFA只引人了dB级的噪音系数.因此可以支持更高的通道数.EDFA极大地提高了光传输系统的容量.同时降低了系统的成本.今后的发展方向是探索各种主体材料,搀杂物和光纤设计,以达到更优化的放大器特性.例如泵浦效率和光谱带宽特性.4.1.3EDFA特性EDFA可以提供约50dB或更高的增益和dB数量级的噪音系数,输出功率大于30dBm,在l4nm的带宽范围内增益变化小于0.2dB.增益,噪音系数,输出功率,功率转换效率以及工作频段内的增益变化是描述EDFA特性主要的光学参数.上述的参数只有在不同的工作条件下才能达到理想中的最优化.1l530.1560nFfl【.咖第3期李永武:光放大嚣的分类,特性和应用对于高饱和的放大器,较好的噪音性能需要很高的反转均值,而较低的反转水平才能提供最好的功率转换效率一些增益平坦技术也会降低噪音性能和功率转换效率.在商用系统里.通常需要较好的性能参数,同样也需要各种参数的折中选取.任何放大器的设计都需要综台考虑各种参数的利害关系. 根据应用的系统情况来选取台适的参数.掺铒光纤是EDFA的核心.EDFA的各种特性参数都与其光谱特性有直接的关系.4.1.4EDFA应用EDFA对光通信领域,特别是在长途光通信系统中有极其重要的作用.一般用做发送机的功率提升,在线放大以及接收机预放大.随着EDFA技术的成熟,将提供更好的性能和更新的功能,包括加强增益平坦程度,双向迢信功能,光分插及光交换功能等等.放大器的使用,将使光通信网络从点到点的应用向复杂光阿络的应用转变.4.2掺铒氟基光纤放大器(EDFFAs)4.2.1概述常规的EDFA在全波段wDM系统中受到严重的限制,主要是因为EDFA光谱增益的不均匀性.由于氟化材料中铒离子不同的光学作用.氟化光纤放大器较常规EDFA有更好的增益平坦特性.4.2.2EDFFA基本特性1975年第一次实现了氟锫酸盐玻璃的研制,由此在1981年产生了ZrF一BaF2IaF3一A1FNaF; (ZBLAN)系统的定义.之后大量的实验工作表明, 这种材料可以应用于传输系统中不同波长的光放大.光纤主体环境和光子能量引起了受激光光谱特性的变化,这是基于硅光纤和基于氟光纤的放大器的主要差别因而EDFFA较EDFA具有更宽更平坦的增益谱线.在ZBLAN玻璃中的光子能量,比在普通硅玻璃中的光子能量要低得多.由于泵源受激状态吸收(ESA)的影响,在ZBIAN中能量级I,:的寿命很长,不足以产生有效的980nm波长的泵浦作用但就1480nm附近的泵浦作用而言,EDFFA与EDSFA可以获得相同的增益,输出功率和噪音性能.除了光纤接头外,EDFFA与EDFA的结构相当类似.这是因为ZBIAN与硅光纤是不能接在一起的,第一,硅光纤的熔接温度需2300K,而ZrF的蒸发温度只有900K.第二,两种材料的扩张系数差别很大,因此,采用机械接头的方法,才能将搀杂光纤与具有较高的数值孔径(NA)的硅光纤接续在一起.从而获得近似的模场直径,高数值孔径的硅光纤与普通硅光纤依次通过热熔接接在一起.42.3EDFFA应用EDFFA可以用做功率放大器,在线放大器和预放大器,同样适用于单通道系统和多通道系统应用多通道适用时要优化输入功率,增益平坦度及输出光谱.与EDSFA相比.在多通道系统中,EDFFA 可以获得较平坦的增益而不需其他附加设备.其突出的优点是可以开发更宽的波段,包括C波段和I 波段,更适用于大容量的WDM系统有材科表明.在传统单模光纤上采用7个EDFFA,可以在24am带内传输16×10Gb/s(中心波长1636.61ilm～1560.61nm)系统531公里而采用两级放大,增益平坦的混合EDFFA【硅/氟化光纤),使用DCF技术.可以在25am带内实现32×10Gb/s500公里以上的传输.4.3掺铒碲基光纤放大器(EDTFAs)43.1概述碲化玻璃是一种折射率高达2的氧化材料EDTFA具有比EDSFA和EDFFA更大的放大频带此外,EDTFA具备其他光纤放大器的特性.诸如偏振无关,低噪音系数和高饱和功率等等.4.3.2EDTFA基本特性EDTFA的放大机制与EDFA类似.是基于铒离子从I,级到I级的受激辐射.光特性方面,掺铒的碲化破璃的特殊性在于:2左右的高折射率,允许比常规硅玻璃更大的受澈辐射断面.在15304l580nm波长区域的横断面是常规硅玻璃的1.3 倍,在1600nm附近更高达2倍.根据理论, EDTFA的长波长区要比EDFA和EDFFA分别向外延伸7ilm和9nrrl.掺铒碲光纤是用特殊方法制造的,其1200Dill波长区域的背景衰耗小于30dB/km.接续碲光纤和硅光纤时,要采用倾斜的v型槽技术,可以获得较低的插入损耗和反射,典型值分别为0.3dB和小于一0dB一23现代有线传精2000正43.3EDTFA特性EDTFA的泵浦涟长可使用980nm和14gOnm,使用前者可以轻松获得较低的噪音特性在l530nm～l610nm宽带使用时,EDTFA在l560nm附近有一个高增益峰值EDTFA与EDFA的增益曲线在1580nm附近略有不同但在长波长一侧,EDTFA有稍宽的增益窗口,在156O～1610nm问50nm的通带内,EDTFA的增益变化为l0,而EDFA要达到这样的增益变化,其通带仅为38nm.因此,EDTFA适用于多级放大结构中,在中间辅以增益均衡技术,以获得高效的宽带放大应用.4.3.4EDTFA应用EDTFA的应用同EDFA.EDTFD可以在波长区域为l530nm至1620nm范围的模拟和数字光链路中使用.EDTFA同样可以用做功率放大器,在线放大器和预放大器.资料显示.一套3Tb/s(160Gb/s×19)的WDM传输系统已使用EDTFA作为BA,采用1580nm工作通带EDTFA的10Gb/s系统进行了无误码实验4.4掺铒镱硅光纤放大器(EYDFA)EYDFA使用联合搀杂技术,可以达到相当高的输出功率,同时具有较低的噪音系数.EYDFA主要用做功率放大器,但由于工作通带的限制.多用于CA TV系统中.5非掺铒光纤放大器5.1掺镨光纤放大器(PDFFAs)PDFFA是应用在1300nm波长范围的光纤放大器.同其他类型的光纤放大器相比,PDFFA的主要特点是高的饱和输出功率,以及与偏振无关的光增益,低失真.低噪音系数等等,主要应用于l300 nm的传输系统例如CATV等5.2掺铥光纤放大器(TDFFAs)TDFFA是一种146Onm和1650nm双波长区域的光纤放大器,主要特点是高的饱和输出功率,光增益与偏振无关,低噪音系数等等.TDFFA的应用与EDFA相同,适用于1450—24一~lTD.到1500nlJ1区域的光模拟和数字链路中,可以用做BA,LA和PA.目前已有采用TDFFA和EDFA进行3波段光传输的使用经验.6拉曼放大器(FRAs)6.1概述1928年,C.V.Raman发现了自发拉曼教应.但直到1972年RH.Stolen才第一次报道了硅光纤中的受激拉曼散射.之后由于FRA的低噪音特性被广泛深入的研究,最初拉曼放大器需要较高的泵浦功率,只有高功率的脉冲泵源才能获得足够的功率去泵浦拉曼放大器.固EDFA的出现.曾一度放橙了对FRA的研究.最近由于带宽的需求,FRA的优势又显现出来.拉曼放大器不依糊于原子荧光,只要具备高功率的泵源,能适用于任意的波长范围高功率连续渡二极管激光器的发展,又刺激了FRA 在铒通带以外范围的光增益功能另外一个原因是使用拉曼放大器可以延伸传输系统中EDFA之问的距离.6.2FRA基本特性FRA与EDFA的放大机制是不同的,EDFA依靠铒原子的荧光,FRA利用较弱的非线性散射获取增益.6.3FRA应用同EDFA相比.FRA虽然有诸多的缺点,但FRA技术的发展很快.由于带宽的需求增长很快,适用于任意波长的FRA将起到越来越重要的作用.已有在2.5Gb/s速率,1.3gm,1.4gm和1.5～1.6m窗口使用不连续的拉曼放大器的经验不连续的FRA可以提供超过[00nm带宽区域的光增益,采用多个泵源可以获得20dB以上的增益.此外拉曼增益还可以作为色散补偿模块使用.7半导体光放大器(SOAs)近些年来.SOA技术已足够成熟,已经可以生产大规模的可靠产品.其低噪音,高功率,增益与偏振无关的特性使SOA成为现代通信系统中的组成第3期李水武:光放太器的分类特性和应用部分SOA虽然技术发展很快,但目前仅作为OFA的一种*bYg.SOA主要适用于性能要求不高,成本很低的光链路中,例如城域阿或接入网.8掺铒波导放大器(EDWAs)子实现光放大.其主要特点是小型化和低成本目前已进入商用阶段.由于其中等的增益和有限的饱和功率,限制了EDW A在高性能需求范围的应用但它低廉的成本同样具有竞争力参考文献1ITUTSG15TD-022(WP4,15)Agri[2000EDW A基于集成光波导技术,搀杂稀土元素离2韦乐平光同步数字传送网?jE京:^民邮电出版社?.一一_-一…_-●.hh_●,一'L●_L●__Lh__L''._h____^一h一hh_hh_^hh_h'__'h_''h''{_h__hhh(上接第12页)导率应不大于100~s/'cm}c)发烟浓度:光缆燃烧时产生的烟雾应使透光率不小于j0在本文的第4节中,已论述了对于室内光缆阻燃性能的试验方法有单根燃烧试验(包括垂直燃烧,水平燃烧和倾斜燃烧,其中垂直燃烧比水平燃烧和倾斜燃烧更严格)和成柬燃烧试验.显然,成束燃烧的试验条件是最严格,最苛刻的,根据经验,如果成束燃烧试验合格则单根燃烧试验也一定合格.依据我们对室内光缆阻燃性能的研究,认为室内光缆燃烧性能宜是阻燃级.即宜采用成柬燃烧试验进行验证;但是对于室内光缆中的软线室内光缆因其在大多数情况下是单根使用的,故也可以是不延燃级即采用单根垂直燃烧试验进行验证即可.(上接第19页)参考文献1CFLamandE.Y aⅡ10…LtchMULT【WAVELENGTH OPTICALCODED1VIS1ONMULTIPLEXING2曹志刚.钰亚生现代通信原理北京:清华大学出版社3CedricFLam?RutgeTVrijen—dennisTKTong.Experimenta[ DemonstrationofpeetraIlyEncoded4张宝富.朱勇李王枉光纤扩频通信系统中光编码器的研究通信199875薛采网.非景韶.光纤码分多址技术研究.上海盘大学撤.199611 6CedricFLain—MingCWu.DennisTKTongExperimental Demom~lrationofBipolarOptiea[CDMASystemUsing日BalancedTransmitterandComplementarySpectra[Encoded7扬卫先,林须端编码密码学北京人民邮电出版牡.1g92128胡健栋帮朝晖等码分多址与十人通信北京:^民邮电出版社此外,燃烧试验与实际火灾情况是有差异的,并不能完全反映实际火灾中的情况.这些试验仅仅是在特定试验条件下进行的,它们只不过准确地模拟了在实际中几乎不存在的情况,它们反映的是在特定试验条件下室内光缆的燃烧性能.为了更接近实际火灾的情况,我们还需进一步地探讨室内光缆的燃烧试验方法及其燃烧性能要求.参考文献1GB12666.1～12666.790电线电缆燃烧试验方法2YD,"T898—1997单芯光缆3胡先志,邹林森刺有信等光缆及工程应用第2版北京:^民邮电出版社.19988:12O～1214YD/TXX××-200×.室内光纤带光缆L征求意见稿)l9§6109段洪玺全光阿络把码分复用通信关键技术的研究中山大学博士学位论文1998年4月1cKBenLettaief+Theper[ormanceofOptiealFibreDirectS,equeneeSpread—SpectrumMuhip[eAccessCommunications Syst㈣IEEETransactions0nCommunications.V0l_43NO11November1995111W.BandDGMCruiekshanklmprovlngthec日padtyof CDMAsystemsusingeonvolutionalcodingandinterference canceliadanIEEEProcCommunV o1.145.N033une109812JawadASalehi—MernberrIEEECodeDivisionMuLtipleAccess TeehniquesinOFtica]FibreNetworks—PartI_Fundamenta[ PrinciplesIEEETransactions0ncommunicationsV ol37Na8 August1989i3JawadA.SalehiMember.IEEEandCharlesABrackett. MemberIEEE.CodeDivisionMuLtIple—AccessTeehniquesin OpticalFibieNetworks-PartII.PerformanceAnatysis.]EEETra~acdonsoncommunieationsV o[37No.8August198925。
情境4-3 光放大器
1480 nm 光子
1550 nm I15/2 1550 nm
1550 nm
受激辐射
③
④
⑤
⑥
1550 nm 基态能带
基态， 能量最低
当泵浦(Pump, 抽运) 光激励，铒离子吸收泵浦 光，基态跃迁到激发态。 激发态不稳定，Er3+ 很快返回到亚稳态。 亚稳态粒子数积累，
平均寿命 1s 平均寿命
激发态
掺杂光纤放大器。在光纤原材料中掺入其它元素，形成掺杂
光纤。掺杂光纤放大器是利用稀土金属离子作为激光工作物 质的一种放大器
传输光纤放大器。它是根据光纤中的非线性效应制成的光放
大器。
4. 光放大器的原理 基本原理：通过受激辐射或受激散射原理实现对入射光信号的 放大的，其机理与激光器完全相同，但没有反馈机制，因而可以放 大信号但不能产生相干光输出。 基本结构：光放大器要结构上是一个没有反馈或反馈较小的激 光器。
掺Er3+光纤
构造与单模光纤的构造一样。铒离子位于纤芯中央地带， 将铒离子放在这里有利于其最大地吸收泵浦和信号能量，从 而产生好的放大效果。
折射率较低的玻 璃包层完善波导结 构，提供抗机械强 度的特性。 涂覆层将光纤总 直径增大到 250μm 。
掺铒 高密度 带 (10 0 ～ 2 00 0 p pm) 直径 3～6 m 掺锗 的纤芯
泵浦光与信号光从同一端注入掺铒光纤。输入泵浦光较强， 故粒子反转激励也强，其增益系数大。 优点：构成简单，噪声指数较小 缺点：输出功率较低。
光隔离器 输入信号
WDM EDF
光隔离器
光滤波器
泵浦激光器
输出信号
反向泵浦结构EDFA
泵浦光与信号光从不同的方向输入掺铒光纤，两者在掺
光纤放大器及其应用
光纤放大器及其应用
彭利标;王奉良;李冰玉;田野
【期刊名称】《廊坊师范学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(014)004
【摘要】在光纤通信系统中,由于光纤的吸收和色散,光信号随着传输距离的增加而衰减,并产生波形畸变,使误码率增高,信息传输质量降低,限制了通信距离.为满足长距离通信需求,必须对光信号进行中继放大处理.光纤放大器具有输出功率大,增益高,工作频带宽,放大特性与偏振态、数据格式及系统比特率无关等特点.
【总页数】6页(P56-61)
【作者】彭利标;王奉良;李冰玉;田野
【作者单位】天津理工大学中环信息学院,天津300380;天津理工大学中环信息学院,天津300380;天津理工大学中环信息学院,天津300380;天津理工大学中环信息学院,天津300380
【正文语种】中文
【中图分类】TN29
【相关文献】
1.掺铒氟化物光纤放大器和石英光纤放大器的比较 [J], 王红卫
2.高速光纤通讯系统中光纤放大器的应用与分析 [J], 陈玮琦;唐芳羽;刘礽枞
3.光纤放大器技术在光纤传输中的应用 [J], 丁达华
4.正在崛起的新型光纤放大器——拉曼光纤放大器 [J], 廖先炳;李蔚
5.拉曼光纤放大器(FRA)和掺铒光纤放大器(EDFA)相结合构造宽带放大器 [J], 朱敏;王祥;沈骏;蒋凤仙;李苏明
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掺镨氟基光纤放大器
• 增益谱覆盖了1275nm到1360nm区间 • 很高的饱和输出功率 • 极化独立的增益特性 • 低畸变噪声指数
5
掺铒波导放大器
掺铒波导放大器是一种基于集成光波 导的掺铒放大器。
优点: 尺寸小、成本低和增益高。
6
遥泵放大技术
遥泵放大器: 泵浦激光器的位置和增益介质不在同 一个位置。
6.4 新型光放大器及应用
1 光纤放大器
光纤放大器可直接对信号进行全光放大，特别适 用于长途光通信的中继放大。 光放大器分为：中继放大、前置放大和功率放大
2
2 光纤放大器的要求
1 增益带宽 2 增益平坦 3 增益均衡 4 噪声系数和饱和输出功率
3
3 其它光放大器
掺镨氟基光纤放器 掺铒波导放大器 遥泵放大技术
优点：有效提高信噪比 旁路：泵浦光和信号光经由不同光纤传输 随路：泵浦光和信号光通过同一个光纤传输
7