FS-V21r 光纤放大器ppt课件
《光放大器》ppt课件
第6章 光放大器
当具有1550 nm波长的光信号经过这段掺铒光纤时， 亚 稳态的粒子以受激辐射的方式跃迁到基态， 并产生出 和入射光信号中的光子一模一样的光子， 从而大大添 加了信号光中的光子数量， 即实现了信号光在掺铒光 纤的传输过程中不断被放大的功能， 掺铒光纤放大器 也由此得名。
第6章 光放大器
亚稳 态 受激 辐射
4 I15 /2
基态
1550 nm
图6.4 铒的能级图
第6章 光放大器
铒的能级图如图6.4所示。 其发光原理可用三能级 系统来解释， 基态为4I15/2， 激发态为4I13/2， 4I11/2。 在泵浦光的鼓励下， 4I11/2能级上的粒子数不断添加， 又由于其上的粒子不稳定， 很快跃迁到亚稳态4I13/2 能级， 从而实现了粒子数反转。
第6章 光放大器
那些与信号同方向的自发辐射光子被激活介质放大, 这 些由自发辐射产生并经放大了的光子组成放大的自发 辐射(ASE), 由于它们在相位上是随机的， 它们对于信 号光没有奉献而产生了信号带宽内的噪声。
没有外部激发所产生的自发辐射依赖于较高和较 低能级上相对的粒子数， 这很容易了解。 自发辐射因 子即粒子数反转因子(nsp)可以定义为
第6章 光放大器
铒
输入光
光 纤
泵 浦 LD WDM
(a)
输出光 输入光
铒
光
纤输 出 光信 号泵 源自 LD WDM(b)铒
输入光
光 纤
输 出 光信 号
泵 浦 LD WDM
泵 浦 LD WDM
(c)
图6.6 EDFA的三种构造
光 隔 离器 偏振器
第6章 光放大器
EDFA有如下优点： 〔1〕 转移效率高， 从泵浦源吸收的光功率转移到 被放大的光信号上的功率效率大于50%。 〔2〕 放大的谱宽与目前WDM系统的光谱范围一致， 适宜于WDM光纤通讯。 〔3〕 具有较高的饱和输出光功率， 为1 mW(10～ 25 dBm)。 〔4〕 动态范围大。
光纤通信放大器课件
增 益 / dB
35 .0
30 .0
增 益 / dB
25 .0
20 .0
15 .0
输 出 光 功 率 / dBm
10 .0
I
I
I
I
5.0
I
0.0
I
噪 声 指 数 / dB
－ 5.0
I
－ 10 .0 － 40 － 35 － 30 － 25 － 20 － 15 － 10 － 5 0
输 入 光 功 率 / dBm
7
掺铒光纤放大器的构成和特性
图7.3(a)为光纤放大器构成原理图，图7.3(b)为实用光纤放 大器构成方框图。掺铒光纤(EDF)和高功率泵浦光源是关键器 件，把泵浦光与信号光耦合在一起的波分复用器和置于两端 防止光反射的光隔离器也是不可缺少的。
设计高增益掺铒光纤(EDF)是实现光纤放大器的技术关键， EDF的增益取决于Er 3+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。对泵浦光源的基 本要求是大功率和长寿命。波长为1480 μm的InGaAsP多量子 阱(MQW)激光器， 输出光功率高达100 mW, 泵浦光转换为信 号光效率在6 dB/mW以上。
波 长 /m
(b)
图 7.1掺铒光纤放大器的工作原理 (a) 硅光纤中铒离子的能级图； (b) EDFA的吸收和增益频谱
5
由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的 结果。为提高放大器增益， 应提高对泵浦光的吸收， 使基态 Er3+尽可能跃迁到激发态，图7.1(b)示出EDFA增益和吸收频谱。
20世纪80年代末期，波长为1.55 μm的掺铒(Er)光纤放大 器(EDFA： ErbiumDoped Fiber Amplifier)研制成功并投入实 用，把光纤通信技术水平推向一个新高度，成为光纤通信发 展史上一个重要的里程碑。
KEYENCE 光纤传感器放大器 FS-V21 V11 V1 系列说明书
LineupFeaturesD ual digital display/Bar LED/Two-colour display S tandard single output/Dual output/Analogue outputE xpansion connection reduces wiringExpert Engineering SitesAn on-line guide of automation knowledge and techniques1-Line System FibreSensor Amplifi ers FS-V21/V11/V1Refer to P.837 for a list of productscomplying with EU Directives.Refer to P.853 for UL Certifi ed Products.Dedicated parallel operation chip (FALCON)Since 1996, the FS-V Series has utilised a parallel processing chip rather than a general-purpose CPU. This chip is designed especially for fi breoptic sensors in order to offer accelerated data processing and specialisation. This chip is what gives KEYENCE fi breoptic sensors their stunning performance.Dual digital display indicates current value (received light intensity) + setting valueFS-V20 SeriesCurrent value (received light intensity) + sensitivity margin displayFS-V10 SeriesDual output as standard.Monitor intensity of received light for PS Series unitsFS-V1SeriesBar LED monitorOperation indicatorDigital monitorManual button Output selection switchMode buttonSet buttonOperation indicator*Dual digital monitorMode buttonOutput selection buttonSet buttonManual button* The operation indicator on the FS-V21X (infrared type) does not light up.Sensitivity margin can be checked on the bar LED in 5% increments.It is possible to check the received light intensity of a PS-T2 unit or aPS Series expansion unit by simply connecting to the FS-V1.Operation indicatorOutput timer selection switchLCD display monitorUp/down keysSet buttonMode buttonOutput selection switchTuning display indicatorFS-V20 SeriesFS-V10 Series,FS-V1All series listed above require less wiring when using main and expansion units. for details on wiring.Main units include mounting brackets and expansion units include end units.Mounting bracketOP-25431End UnitsOP-26751(x2)* FS-V1(P) is supplied with a different mounting bracket.Amplifier (FS-V20 Series)1. Use the FS-V21RM in the FINE or TURBO mode when outputting signals with a monitor.2. I f more than one unit is used together, the ambient temperature varies with the conditions below. Mount the units on the DIN rail with mounting brackets and check that the output current is 20 mA or less.1 or2 Units: -10 to 55°C,3 to 10 Units: -10 to 50°C, 11 to 16 Units: -10 to 45°C3. The operation indication light of the infrared types does not illuminate.4. 20 mA at maximum for the expansion unit.Amplifier (FS-V10 Series)1. I f more than one unit is used together, the ambient temperature varies with the conditions below. Mount the units on the DIN rail with mounting brackets and check that the output current is 20 mA or less.3 to 10 Units: -10 to 50°C, 11 to 16 Units: -10 to 45°C2. The response speed varies depending on the number of expansion units connected.3. The FS-V1 is equipped with two outputs. The FS-V10 has no control output.4. Neither the FS-V12 nor the FS-V10 can be used as a standalone unit.DimensionsUnit: mmAmplifierFS-V21(R) Series (Main unit)FS-V22(R)/V20R Series (Expansion unit)FS-V10/V12/V12PWhen the mounting bracket (Optional)FS-V21(R)(Main unit) is attached:FS-V21R/21G/21X (Main unit)FS-V21RP (Main unit)FS-V11/V12FS-V11P/V12PFS-V21RMFS-V22R/22G/22X (Expansion unit)FS-V22RP(Expansion unit)5 to 40 VDC12 to 24 VDC0 V0 V*FS-V21RM only.Ω or higherø3.9, 3-core x Brown/Blue/Black: 0.34 mm* FS-V21RM : ø3.9, 4-core xBrown/Blue: 0.34 mm Black/Orange: 0.18 mm922 ** The FS-V20Rdoes not have connecting cables.2 *Accessory: End unit Caution label x 2x 1* T he FS-V10 does not have connecting cables.*F S-V11 only0 V*FS-V11P onlyFS-V1FS-V1P(External calibration input circuit)FS-V11/V11PFS-V1/V1Pø3.9, 3-core x Brown/Blue/Black: 0.34 mm 2Accessory: Mounting bracket x 1When the mounting bracket (Optional)FS-V11 is attached:When the mounting bracket (Optional)FS-V1(P)is attached:ø3.9, 5-core x Brown/Blue: 0.34 mm 22Accessory: Mounting bracket x 1Rear of mounting bracketEnd unit (Optional)OP-26751DIN-rail mounting*When several units are connected* The above is for the FS-T2 and M2.。
FS-V21r-光纤放大器PPT课件
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择选单模式 [ 存取模式：FULL ]:
•2008 - 09 - 25
设定边缘检测模式的灵敏度
SET
在边缘检测模式下按 灵敏度变得最大。
时，使
通过
钮进行微调整而
获得最合适的灵敏度检测。
•13
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
按钮上锁
•2008 - 09 - 25
•10
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择选单模式 [ 存取模式：EASY ]:
•2008 - 09 - 25
•11
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择选单模式 [ 存取模式：FULL ]:
•2008ห้องสมุดไป่ตู้- 09 - 25
•12
•2008 - 09 - 25
出厂时设定为“ EASY ”。 •8
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
显示内容的变换 [ 存取模式：EASY ]:
•2008 - 09 - 25
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
显示内容的变换 [ 存取模式：FULL ]:
灵敏度设定
最大灵敏度设定：
由于灰尘等环境原因检测能力下降时，把灵敏度设至最高。 对于反射式光纤模组在没有目标的情况下，按下SET（设定）钮3秒以上。对于透过式光
纤模组，在有目标的情况下按SET（设定）钮3秒以上。
* 检测距离不足
时，请根据两点 设定方法设定灵 敏度。
手动设定：
以手动模式设定设定值。
FS-V21r 光纤放大器
选择选单模式 [ 存取模式：FULL ]:
设定边缘检测模式的灵敏度
SET
在边缘检测模式下按 使灵敏度变得最大。
时，
通过 钮进行微调整 而获得最合适的灵敏度检测。
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SENSOR TRAINING
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
按钮上锁
使按钮操作变得无效：
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SENSOR TRAINING
2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择存取模式：
书面和选单的显示具备EASY和FULL两种模式。
出厂时设定为“ EASY ”。
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SENSOR TRAINING
2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
要解除按钮的锁定，重复上述步骤。
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SENSOR TRAINING2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
出厂时的模式设定（初始化）
出厂时模式设定如下：
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SENSOR TRAINING
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
规格
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2. 将目标的应检测的部分（尖端）放置在光纤模组前。按下SET（设定）钮3秒以上。
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SENSOR TRAINING
2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
输出选择：
选择有光线接收ON（L_ON）或无光线接收ON（D_ON）的模式。
重复上述步骤，会回到现有目标状态（光亮时）的检测模式（L_ON）。
光放大器课件.
3. 掺铒光纤放大器
高能 态
铒的能级图如图所示, 其发光原理可用三能级 系统来解释，
泵浦 9 80 n m 4 I13/2 泵浦 1 48 0 n m
4 I15/2 1 55 0 n m
图 铒的能级图
基态为4I15/2， 激发 态为4I13/2，I11/2。 亚稳 态 在泵浦光的激励下， 4I11/2能级上的粒子数 受激 辐射 不断增加， 又由于其上 的粒子不稳定， 很快跃 基 态 迁到亚稳态4I13/2能级， 从而实现了粒子 数反转
非线性光学放大器
掺稀土金属光纤放大器
8
光传输技术
1. 光电光放大器 2. 全光放大器 3. 掺铒光纤放大器
9
光传输技术
3. 掺铒光纤放大器
光隔离器
耦合器
光隔离器 掺铒光纤
输入信号
是为了保证泵浦光与 EDFA中合波器的反射光 不向外洩漏，光隔离器 的特点是只允许正方向 的光进入。
输出信号
把泵浦光与信 号光合并在一 起输入到掺铒 光纤中 泵浦激 光器
5
光传输技术
1. 光电光放大器
光信号
电信号
光信号
光纤
光电变换 (O/E)
放大器
电光变换 (E/O)
光纤
光的范围
电的范围
光的范围
图 传统的光电光放大器原理框图
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光传输技术
1. 光电光放大器 2. 全光放大器 3. 掺铒光纤放大器
7
光传输技术
2. 全光放大器
光纤
光放大器
光纤
半导体激光放大器
常用的有法布里—泊罗半导体激光放大器（FPA） 和行波放大器。此类放大器的工作原理与激光器 相同 利用光纤中的非线性现象进行光信号放大，即利 用受激拉曼散射和受激布里渊散射。放大的过程， 就是能量从泵浦源向信号光转移的过程 光纤中掺入适量稀土金属杂质，利用稀土金属原 子特有的能级结构实现光信号放大。常用掺铒光 纤放大器（EDFA）。
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选择选单模式 [ 存取模式：EASY ]:
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择选单模式 [ 存取模式：FULL ]:
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
基恩士 FS-V21r 光纤放大器校正及调整
1Hale Waihona Puke SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
放大器的外观
光纤固定杆
设定钮
数位监视器
手动钮
模式选择钮
防尘罩
动作指示灯
设定值（绿色显示） 实际值（红色显示）
根据按SET钮时间内的受光量设定灵敏度。
设定完成后，在数位监视器上用绿色显示设定值。 4
SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
两点设定：
以无目标与有目标时受光量差异的中点为设定值。 1. 在光纤模组前没有目标的状态下，快速按下SET（设定）钮。
2. 将目标的应检测的部分（尖端）放置在光纤模组前。按下SET（设定）钮3秒以上。
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
输出选择：
选择有光线接收ON（L_ON）或无光线接收ON（D_ON）的模式。
重复上述步骤，会回到现有目标状态（光亮时）的检测模式（L_ON）。
方便的功能
选择选单模式 [ 存取模式：FULL ]:
设定边缘检测模式的灵敏度
SET
在边缘检测模式下按 灵敏度变得最大。
时，使
通过
钮进行微调整而
获得最合适的灵敏度检测。
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
按钮上锁
使按钮操作变得无效：
要解除按钮的锁定，重复上述步骤。
15
SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
出厂时的模式设定（初始化）
出厂时模式设定如下：
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规格
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
输出选择开关
2
SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
与外部设备的连接
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
全自动设定：
以一定时间内受光量的最高值和最低值差异的中点作为设定值。使用移动目标调整灵敏度时采用该方法。 1. 使目标穿过光纤模组前通过，同时按下SET（设定）钮3秒以上。
纤模组，在有目标的情况下按SET（设定）钮3秒以上。
* 检测距离不足
时，请根据两点 设定方法设定灵 敏度。
手动设定：
以手动模式设定设定值。
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
定位设定：
目标物体的尖端到达所设定的位置时目标被检测出。 1. 在光纤模组前没有目标的情况下，快速按下SET（设定）钮。
方便的功能
显示内容的变换 [ 存取模式：EASY ]:
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
显示内容的变换 [ 存取模式：FULL ]:
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
数位显示一览表
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
THANK YOU
Renyi
2013.1
19
2. 将目标放置在光纤模组前，快速按下SET（设定）钮。 5
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KEYENCE FS－V21R/22R的调整
灵敏度设定
最大灵敏度设定：
由于灰尘等环境原因检测能力下降时，把灵敏度设至最高。 对于反射式光纤模组在没有目标的情况下，按下SET（设定）钮3秒以上。对于透过式光
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整
方便的功能
选择存取模式：
书面和选单的显示具备EASY和FULL两种模式。
出厂时设定为“ EASY ”。
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SENSOR TRAINING 2008 - 09 - 25
KEYENCE FS－V21R/22R的调整