大功率1550nm铒镱共掺光纤放大器
掺铒光纤放大器知识讲解
一、发展历程 •1964年，提出掺钕（Nd3+）光纤放大器的设想 •1985年，低损耗掺杂SiO2光纤研制成功 •目前，掺Er3+光纤放大器（EDFA）最为成熟，是光纤通信 系统必备器件 •特点： –插损小、高增益、大带宽、偏振无关 –低噪声、低串扰、高输出功率等
掺铒光纤放大器(EDFA)
•由于N1和N2与泵浦光功率和信号光功率相关，因此F与泵浦 光和输入信号光功率以及放大器长度有关 •高的泵浦功率和较低的输入信号有利于获得较低的噪声指数 •由于980nm泵浦的EDFA为三能级系统，易于获得较高的粒子 数反转（nsp，980=1.05~1.10； nsp，1480=1.3~1.8） ，所以980nm 泵浦具有较低的噪声系数 •通常，EDFA的F~5
EDFA
+
均衡器
→ 合成增益
掺铒光纤放大器(EDFA)
•新型宽谱带掺杂光纤： 如掺铒氟化物玻璃光纤（30nm平坦带宽）、铒/铝共
掺杂光纤（20nm）等， 静态增益谱的平坦，掺杂工艺 复杂
•声光滤波调节： 根据各信道功率，反馈控制放大器输出端的多通
道声光带阻滤波器，调节各信道输出功率使之均衡， 动态均衡需要解复用、光电转换、结构复杂，实用性 受限
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g=0.1~1ns），其增益不能响应调制信号的快速变 化，不存在增益调制，四波混频效应也很小，所 以在多信道放大中不引入信道间串扰（SOA则不 然），是其能够用于多信道放大的关键所在 EDFA对信道的插入、分出或无光故障等因素引起 的输入光功率的变化（较低速变化）能产生响应-瞬态特性。在系统应用中应予以控制--增益钳制 在 级 联 EDFA 系 统 中 瞬 态 响 应 速 度 将 增 加 （ 10~100s），对输入光功率的变化将更加敏感
几种常见的光放大器的比较
对几类放大器的认识在DWDM系统中，特别是超远距离的传输中，由于不可避免的存在光纤信号功率的损失和衰减，所以补偿是必要的。
现在常用的放大器有掺铒光纤放大器（EDFA）,拉曼放大器（FRA），半导体激光放大器（SOA），光纤参量放大器（OPA）。
现就这几类放大器的工作原理和特殊情况做一下说明。
1）掺铒光纤放大器（EDFA）EDFA（Erbiur Doped Fiber Amplifer）是光纤放大器中具有代表性的一种。
由于EDFA 工作波长为1550nm，与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟，所以得到广泛应用。
掺铒光纤是EDFA的核心原件，它以石英光纤作基质材料，并在其纤芯中掺入一定比例的稀土原素铒离子（Er3+）。
当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级，由于Er3+在高能级上寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较高能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。
由于这两个能级之间的能量差正好等于1550nm光子的能量，所以只能发生1550nm光的受激辐射，也只能放大1550nm的光信号。
EDFA的组成：工作原理图：那么，EDFA的输出公路车是如何控制的呢？一般来说,EDFA的输出功率与输入信号光强度，铒纤的长度以及泵浦光的强度。
在EDFA使用的过程中，一般要控制好EDFA的平坦增益，那么不平坦的增益和平坦增益有什么区别呢？平坦的输出增益会使EDFA放大的输出功率得到一个稳定的信号增益。
如何控制增益？增益的控制室有2种选择的，一种是掺金属元素，另外一种是GFF定制，所谓的掺金属元素是值得是掺杂金属铝元素。
有上图可以知道，掺铝的金属元素的EDFA在增益的控制上明显要比不掺铝的EDFA平坦的多。
需要注意的是：EDFA在放大信号的同时也放大了噪声，而噪声主要来自EDFA的自身受激辐射，是主要的噪声源，也是系统OSNR劣化的主要原因。
放大器产生的自发辐射噪声功率为：PASE = -58 + NF + G （dBm）其中NF为光放大器噪声系数（dB）、G为光放大器的增益（dB）除了放大功率之外，还有几个量也是EDFA中比较重要的，了解他们，有助于在EDFA 故障中的维护定位：作电流：也称作偏置电流，其决定着放大板的输出光功率。
铒镱共掺光纤放大器的共掺杂特性研究
ED FA � 的输出 功率很 大程度 上取决 于泵 浦光 功 射光子射入4 I 13/2 受激态的 E 离子中时， 由于受激 率， 然而， 掺铒光纤的芯径的范围一般在几个微米 辐射过程， E 离子以特定的几率辐射一个光子并 到 10 � 之间， 这就限 制了同泵 浦光的 耦合 面 积。为了增加掺杂浓度、 扩展放大波长， 采用铒离
［3 ］ 的溶解度 。在掺铒光纤中加入其他稀土离子也 可以降低 的影响， 还可以改 善其光谱 性能。
度为 2.5 。结果表明， 在厘米长度量级上可获得 近 10 的净增益， 镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益 随抽运功率增长未出现饱和趋势。 掺铒质量浓度的硅酸盐玻璃丝， 抽运功率较弱 时， 净增益随抽运功率近似线性增长； 抽运功率较 强时， 由于铒离子间的合作上转换、 激发态吸收等 效应影响， 净增益有饱和趋势。但镱铒共掺硅酸盐 玻璃丝的净增益随抽运功率近似线性增长， 未出现 饱和趋势。这说明敏化剂镱高浓度的掺入， 改善了
收稿日期： 2006- 05 -15 . 作者简介： 柯湘萍 （ 1981 - ） ， 女， 湖北咸宁人， 武汉理工大学信息工程学院硕士研究生 . 基金项目： 武汉市重点科技攻关资助项目 （ 20041 0011） .
11 0
武汉理工大学学 报
信息与管理工程版
20 0 6 年 7 月来自质中， 铒离子则形成离子簇， � � 离子簇的形成缩短了 益为 1.96 / ， 阈值功率为 3 6 ， 最佳长度为 离子间的距离， � � � 导致铒离子间容易相互作用， 产生 4.5 ； 掺镱质量浓度为 1.1 / 3， 掺铒质量浓度 离子上转换， 引起浓度 淬灭， 即双致淬灭 （ ） 。 为 0 .12 / 3的镱铒共掺硅酸盐玻璃丝， 单位长度 � 最近有报道说， 改变纤芯玻璃基质也可以提高 � � 净增益为 3.0 7 / ， 阈值功率为 28 ， 最佳长
光纤通信技术第六章光通信中的光放大器 (1)
6.1.1 光放大器的概念
光纤的损耗和色散限制了光纤的传输距离, 延长通信距离的方法是采用中继器, 中继器的 放大过程较为复杂, 它是将输入的光信号转换 为电信号, 在电信号上进行放大、再生、再定 时等处理后, 再将经处理后的电信号转换为光 信号经光纤传送出去, 这种中继方式称为光/电/ 光中继方式。
（2）有源光纤或掺杂光纤放大（DFA）
有源光纤放大器的有源媒体是稀土族元 素（如Er、Pr、Tm、Nd 等）, 它掺杂在光纤 的玻璃基体中, 所以也称作掺杂光纤放大器 （DFA）。DFA是利用光纤中掺杂稀土元素引 起的增益机制实现光放大的。
光纤通信系统最适合的掺杂光纤放大器是 工作波长为1550nm掺铒光纤放大器（EDFA） 和工作波长为1310nm的掺镨光纤放大器 （PDFA）。用于1310nm窗口的PDFA, 因受 氟化物光纤制作困难和氟化物光纤特性的限制, 机械强度较差, 与常规光纤的熔接较为困难, 究 进展比较缓慢, 尚未获得广泛应用。
光增益不仅与入射光频率（或波长）有关, 也与放大器内部光束强度有关。光增益与频率 和强度的具体关系取决于放大器增益介质的特 性。
由激光原理可知, 对于均匀展宽二能级系 统模型, 其增益系数为
g(
) 1(
g0 0)2T 22P /P s
（6.1）
当放大器的输出功率远远小于饱和功率时, 即放大 器工作在小信号状态时, 式（6.1）中的 P /项Ps可忽 略, 增益系数简化为
Fn
(SNR)in (SNR)out
（6.9）
即使是理想的放大器, 输入信号的 (SNR)也in
被降低一倍（3db）, 实际放大器的
F
都超过
n
3db, 有些放大器的 F n 达到6-8db。从光纤应用
掺铒光纤放大器的工作原理
掺铒光纤放大器的工作原理掺铒光纤放大器是一种将输入信号进行放大的设备，它用掺有少量的铒离子的光纤作为放大介质，在光纤中的铒离子受到激光光子的激发后，会产生放大的荧光信号，在光纤中传播并放大输入信号。
掺铒光纤放大器具有增益大、噪声小、稳定性好等特点，是光通信和光传感领域中广泛使用的重要设备。
掺铒光纤放大器的工作原理主要涉及到掺铒光纤中的铒离子、基于激光器的光源和光纤耦合器等方面。
下面将从这些方面详细介绍掺铒光纤放大器的工作原理。
一、掺铒光纤中的铒离子掺铒光纤的制备过程中，在非常纯净的二氧化硅（SiO2）玻璃内加入了少量的铒离子（Er3+），通常铒离子的摩尔分数在0.1%至1.0%之间。
这些铒离子会在光纤中形成能级结构，以便通过激光器来激发它们。
当铒离子受到一个在适当波长范围内的激励光子时（通常在980至1480纳米之间），它们会吸收这些光子并将它们的原子能级提升到一个更高的激发态能级。
接着，铒离子会从高激发态能级中产生自发辐射荧光，并向下跃迁到一个较低的能级。
这种过程中所产生的荧光光子的波长通常在1500纳米左右，这种波长范围也称为雪崩区域。
二、基于激光器的光源掺铒光纤放大器需要用到激光器作为输入信号的光源，激光器通常是基于半导体技术的光源。
通常情况下，用于掺铒光纤放大器的激光器被称为泵浦光源，这是因为它们的主要作用是激励光纤中的铒离子产生放大荧光信号。
泵浦光源通常采用激光二极管（LD）或光纤激光器（FP）、DFB（调制反馈）激光器等器件，可选择的泵浦光源范围很广，包括735、980、1480等纳米波段。
三、光纤耦合器光纤耦合器是将光源的输出光束耦合到放大器光纤中的设备，它可以使光源的输出尽可能有效地耦合到光纤中，并且降低光纤的损耗。
在掺铒光纤放大器中，光纤耦合器将泵浦光源的输出光束耦合到掺铒光纤中，并激发铒离子进行光放大。
光纤耦合器一般有径向耦合器、光栅耦合器、双光纤耦合器和光纤连接器等类型。
径向耦合器将输入和输出光纤正对光学轴，通过一定的设备使局部光场光强变化，从而实现光束的耦合；光栅耦合器利用光栅的衍射效应，使光束在光栅衍射角处尽可能高的衍射效应，使输出光束尽量向光纤的中心传输，从而实现光束的耦合；双光纤耦合器则是利用两个光纤直接接触的方式来实现耦合。
多模包层泵浦大功率光纤放大器的工作原理及应用
多模包层泵浦大功率光纤放大器的工作原理及应用摘要本文要讨论是多模包层泵浦大功率光纤放大器。
简单介绍其的基本组成及工作原理。
通过与普通光纤放大器的比较来讨论其应用上的优点和发展前景。
关键词多模包层泵浦，双包层光纤，高功率1引言多模包层泵浦大功率光纤放大器是一种由多模包层泵浦技术这一最近发展起来的新兴技术产物。
采用Yb3+和Er3+离子共掺杂双包层光纤，是一系列新技术、新工艺和新材料相结合的产物，是实现光纤放大器超大功率输出的技术核心。
2多模包层泵浦光纤放大器的结构多模包层泵浦光纤放大器的光路结构如图1所示：图1多揍包屋泵猱光纤放大器的光路结构示意图3多模包层泵浦光纤放大器的工作原理多模包层泵浦，是将多模泵浦激光耦合到双包层光纤的内包层中，当多模泵浦光在内包层中传播时会反复穿过光纤纤芯（如图2所示），泵浦光在穿过掺有稀土元素的光纤纤芯时被吸收从而实现泵浦。
图2泵浦戏在双包层曲纤中的传播示意图与单模纤芯泵浦不同，用于光纤放大器的双包层光纤，泵浦光主要在内包层中传播，因此，同样的纤芯参数，包层泵浦的泵浦吸收截面要小得多，所以，提高泵浦吸收效率是制造双包层光纤需要重点考虑的因素。
合理的内包层结构形状能够显著提高泵浦吸收效率，目前，已经设计并制作出了多种内包层形状的双包层光纤，这些专门设计的内包层结构和形状，使泵浦光在单位长度内有效穿过光纤纤芯的几率大大增加。
图 3是设计制作的部分双包层光纤内包层形状示意图另外，对于155 Onm 波段光纤放大器，采用铒、镱共掺的双掺杂技术，利用 镱元素的高吸收和铒镱之间能量的高效传递，能够获得铒元素的高效泵浦。
图4为铒镱共掺有源光纤的泵浦吸收和能量传递简单能级示意图。
图4建述擾有源燈泵飙也和能量传递简单能级示意图铒、镱共掺由于存在能量传递的互逆性，因此，需要尽可能快的消耗铒离 子的受激状态。
减小纤芯直径，有效提高光密度，是通常的做法，这样做对低 功率光纤放大器影响不大，但是，对于大功率和超大功率光纤放大器，会由于 过高的光功率密度导致非线性效应，这是有害的。
2024年铒镱共掺光纤放大器市场发展现状
铒镱共掺光纤放大器市场发展现状简介铒镱共掺光纤放大器是一种重要的光学放大器，其具有较宽的工作波段、较高的增益和较低的噪声特性。
它在光通信、激光器、光传感以及其他领域中广泛应用。
本文将重点探讨铒镱共掺光纤放大器市场的发展现状。
市场规模铒镱共掺光纤放大器市场经历了持续增长，未来仍具备较大的发展潜力。
据市场研究公司的数据显示，2019年全球铒镱共掺光纤放大器市场规模约为XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
这主要受到光通信、激光雷达等领域的需求增加以及技术进步的推动。
技术进步随着科技的不断进步，铒镱共掺光纤放大器的技术也在不断提升。
传统的铒镱共掺光纤放大器主要采用泵浦光源激发铒离子和镱离子的能级跃迁，实现光信号的增强。
而在近年来，一些新的技术被提出，如高能量蓄积脉冲技术、混合掺杂技术等。
这些技术的引入使得铒镱共掺光纤放大器的性能得到了显著改善，包括增益的提高、噪声的降低等，同时也拓宽了其应用领域。
应用领域铒镱共掺光纤放大器在光通信领域中占据重要地位。
随着互联网的迅猛发展，光通信市场的需求不断增长，铒镱共掺光纤放大器作为核心设备之一，承担着信号放大和传输的关键任务。
此外，它还被广泛应用于激光器、光传感等领域。
近年来，铒镱共掺光纤放大器在激光雷达中的应用也引起了广泛关注，为实现高分辨率、长距离探测提供了可靠的技术支持。
市场竞争铒镱共掺光纤放大器市场存在着激烈的竞争环境。
当前市场上的主要竞争者包括多家国际知名的光学设备制造商和通信设备供应商。
这些企业在技术研发、产品质量和市场份额等方面进行了持续的投入和竞争。
此外，市场上还存在一些小型企业和新兴企业，它们通过技术创新和低成本优势不断挑战着市场的现有格局。
发展趋势未来，铒镱共掺光纤放大器市场将进一步扩大。
在光通信领域，随着5G、光纤到户等技术的普及和应用，对高性能、高可靠性的铒镱共掺光纤放大器的需求将不断增加。
同时，在激光雷达、光传感等领域，铒镱共掺光纤放大器也将发挥更广泛的应用。
掺铒光纤 增益波段范围
掺铒光纤增益波段范围
掺铒光纤是一种掺杂了稀土元素铒（Er）的光纤，主要用于增益器和放大器的制造。
铒元素在波长为1530-1565纳米范围内具有较高的增益系数，因此掺铒光纤增益波段范围
主要集中在这个范围内。
掺铒光纤的工作原理是通过在铒离子的电子能级之间进行能量转移实现光信号的放大。
当激光器向掺铒光纤中注入光信号时，铒离子的电子将吸收能量并被激发到高电子能级。
随后，铒离子的电子将从高能级跃迁到低能级并释放能量。
这些能量被传递给光信号，从
而使光信号的强度得到增强。
除了在通信领域中的应用外，掺铒光纤还被广泛用于激光器、传感器、光纤放大器等
领域。
在激光器中，掺铒光纤用作激光器的放大介质，使得激光器的输出功率有所提高。
在传感器中，掺铒光纤则被用于检测周围环境中的温度、压力等参数变化。
1. 低增益波段（1530-1560纳米），其增益峰值主要集中在1540纳米附近。
这个波段被广泛应用于光通信中，主要用于波分复用（WDM）系统中。
掺铒光纤的增益特性在设计时需要考虑许多因素，包括掺铒浓度、光纤的长度、波长
选择等。
此外，还需要注意铒离子间的相互作用（如双光子吸收、自吸收等现象）和光纤
的损耗率等因素，来保证掺铒光纤的性能和可靠性。
总之，掺铒光纤是一种重要的功能光纤材料，具有在通信和光学领域中广泛应用的潜力。
随着新技术的不断发展，掺铒光纤的应用领域将会不断扩展和深入。
光纤长度优化的高功率铒镱共掺光纤放大器
光纤长度优化的高功率铒镱共掺光纤放大器李楠;王蓟;彭以新;王国政;张云琦;刘亮【摘要】为了研究不同增益光纤长度下1555nm高功率光纤放大器的输出功率,采用两级混合结构的方法,用掺铒光纤放大器和双包层铒镱共掺光纤放大器分别作为1级预放大器和2级主放大器.掺铒光纤放大器对信号光进行预放大,并提高放大器的信噪比;双包层铒镱共掺光纤放大器为主放大器,其双包层结构可以把更多的多模抽运光耦合进系统.对铒镱共掺光纤的最佳长度做了理论分析和实验验证,在信号光功率为10mW、掺铒光纤放大器的抽运功率为318.58mW、双包层铒镱共掺光纤放大器的抽运功率为11.71W、增益光纤长度为14m时,输出功率取得了2.11W 的实验数据.在分析输出信号光谱时发现,L波段附近有放大自发辐射谱出现,这是选择的增益光纤过长导致的.结果表明,在光功率和信号光功率一定时,光纤放大器有一个最佳的光纤长度.这一结果对研究光纤放大器的高功率输出是有帮助的.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2010(034)006【总页数】4页(P757-760)【关键词】光电子学;高功率光纤放大器;级联放大;掺珥光纤放大器;双包层铒镱共掺光纤放大器【作者】李楠;王蓟;彭以新;王国政;张云琦;刘亮【作者单位】长春理工大学,理学院,长春,130022;长春理工大学,理学院,长春,130022;长春理工大学,理学院,长春,130022;长春理工大学,理学院,长春,130022;长春理工大学,理学院,长春,130022;长春理工大学,理学院,长春,130022【正文语种】中文【中图分类】TN722引言20世纪80年代掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifier,EDFA)的研制成功极大地推动了全光通信网络的发展。
掺铒光纤放大器以其高增益、低噪声、传输速度快等优良特质一度成为通信系统的核心部件，特别是其1550nm附近的工作波段刚好和光通信的第3窗口相吻合而受到了很大的关注。
光纤放大器FS-M1
光纤放大器FS-M1概述光纤放大器是一种使用光线与物质相互作用来放大光信号的器件。
光纤放大器的核心是掺杂稀土离子的光纤，如铒、钇、铥、镱等。
FS-M1是一种超薄光纤放大器，具有以下特点：•可用于1550nm波段的放大器；•宽带放大，具有很好的放大性能；•体积小，重量轻，适合于预制、安装在光纤系统中。
工作原理光纤放大器的工作原理是通过通入泵浦光产生抵消反向信号的级联激光过程使输入光信号得到放大的一种技术。
其中泵浦光通常是使用激光器所提供的能量，通过光纤将它输送进光纤放大器内部。
当泵浦光在放大器内遇到掺杂异质离子时，会激发出电子跃迁，形成亚稳态，随着跃迁的在外加光辐射的作用下，使放大器内的光信号得到放大。
功能特性FS-M1光纤放大器具有以下主要功能特性：•高增益：可提供高达20dB的增益；•宽带放大：在波长范围内通信用的光波（波长发生变化）也可以放大；•易于控制：由于呈现出分立波长放大的特性，让FS-M1可以轻松定位到想要放大的波长位置，并能在该波长位置给出伴随增益值的反馈；•齐平度高：其增益齐平度可达到1dB；•低噪声：支持低于5dB的输入信号噪声，提供较小噪声的串扰和抖动性能。
应用领域FS-M1光纤放大器可以用于以下领域：•高速OTDR测试的设备；•在光激光器驱动器应用中，FS-M1可以作为放大器放大调制电流；•用于E-透镜合成器的放大器；•用于光纤通信系统或网络中的信号增强。
总结FS-M1光纤放大器是一种具有宽带放大、高增益、低噪声和齐平度高等特点的超薄型光纤放大器。
该技术被广泛应用于高速OTDR测试设备、光激光器驱动器应用、E-透镜合成器和光纤通信网络等领域。
FS-M1光纤放大器的推出将为光纤通信网络的建设和发展带来更大便利和可靠性。
eydfa在广电网络(ftth)中应用及注意事项
102《有线电视技术》 2019年第11期 总第359期1 背景随着全国广电双向网改造采用FTTH 方案建设的推进，光节点数量成倍增加。
受传统EDFA 的功率限制，为了获得高功率输出，需要大量光纤放大器（EYDFA） 来覆盖，所以铒镱共掺双包层大功率光纤放大器越来越受到关注。
本文介绍了1550nm 铒镱共掺光纤放大器技术原理、注意事项，如何采用该光纤放大技术来构建FTTH 网络，怎样大量减少传统的EDFA 光纤放大器数量，并减少投入，节省机房空间，重要客户、大中城市又能＋备份。
石家庄广电网络公司采用FTTH 双向网改造，设计原则是广播网A 通道三级分光，数据B 通道是二级分光。
为了网络平滑演进，数据B 通道先按三级分光，也就是二头动中间不动。
高层楼房覆盖22dB 光放大器带512户设计方案，广播100%、数据25%覆盖，如图1所示。
高层楼房覆盖22dB 光放大器带512户设计方案，广播100%、数据50%覆盖，如图2所示。
高层楼房覆盖22dB 光放大器带512户设计方案，广播100%、数据100%覆盖，如图3所示。
根据设计方案，采用一台普通22dBm 光放（EDFA）按2×8×32的EYDFA在广电网络（FTTH）中应用及注意事项曹立宾 刘光辉 河北广电信息网络集团股份有限公司遵化分公司李凤祥 河北广电信息网络集团股份有限公司石家庄分公司摘要：近几年，随着广电网络FTTH 双向网改造快速发展，使得EYDFA 大规模应用。
本文对大功率光纤放大器EYDFA 技术指标及成本进行了分析，提出EYDFA 在各应用场景中的思考及注意事项。
关键词: 铒镱光纤放大器 大功率光纤放大器 1+1备份图2图1图3103《有线电视技术》 2019年第11期 总第359期结构覆盖512个光纤到户，如图4所示。
例如，覆盖8192户左右的小区，需要16台22dBm 的EDFA 光放，一台22dBm 是4000元左右，约7.8125元/户, 还要占用一个2m 高的标准机柜，每个标准机柜4000元左右（一个2m 高的标准机柜是42U 高、间隔1U，最多能安装20台1U 高的22 dBm EDFA 光放大器）。
掺铒光纤放大器(EDFA)简介
反转粒子数与输出功率沿光纤的分布
增益饱和
GEF DFA的光学指标
28.7 28.6 28.5 28.4 28.3 28.2 28.1
28 27.9 27.8 27.7 27.6
1525
1530
1535
1540
Magnetic tube Faraday Rotator ISO的基本结构
GEainDFA的光学指标
G1(v) exp{[ e (v)N2 a (v)N1]L}
➢ N2,N1分别是激光上下能级的平均粒子数线密度，N=N1+N2是单位长度 铒光纤的铒粒子数。直接决定铒光纤最重要参数：单位长度的吸收系数。
2h
SNRout iout 2
2G 2 Pin2
2iout
(Ssig sp Sspsp Sshot )Be
2iout : 光电流的方差，表示EDFA输出的噪声。EDFA的噪声主要考虑散粒噪声，信号-ASE
拍频噪声，ASE-ASE拍频噪声。其中信号-ASE拍频噪声与光学带宽无关，而ASEASE拍频噪声与光学带宽是相关的，所以在EDFA后加一个光学滤波器可以滤除绝大 部分ASE-ASE拍频噪声，但是对于信号-ASE拍频噪声没有影响，所以这里我们主要 考虑散粒噪声以及信号-ASE拍频噪声。
基PD 本结构与组成器件 当入射光照射到半导体材料上，半导体吸收就产生一个电
子—空穴对。在外加电压建立的电场作用下，电子和空穴就
在半导体中渡越并形成电流流动，称为光电流，I p RPin
入射光 半导体
ITMS 结构 公司目前用到的PD主要有PIPD，UTMS，ITMS等类型。
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。
掺铒光纤的放大原理
掺铒光纤的放大原理EDFA 的放大作用是通过1550nm 波段的信号光在掺铒光纤中传输与Er 3+离子相互作用产生的。
在光与物质相互作用时，光可以被看作由光子组成的粒子束，每个光子的能量为：Ｅ=hv其中： Ｅ为光子的能量， v 为光的频率，h 为普朗克常数。
掺铒光纤中的Er3+离子所处的能量状态是不能连续取值的，它只能处在一系列分立的能量状态上，这些能量状态称为能级。
当在掺铒光纤中传输的光子能量与Er 3+离子的某两个能级之间的能量差相等时，Er 3+离子就会与光子发生相互作用，产生受激辐射和受激吸收效应。
受激辐射是指Er 3+离子与光子相互作用从高能级跃迁到低能级，发射出一个与激发光子完全相同的光子（即光子的频率、相位、传播方向、偏振态相同）；受激辐射是指Er 3+离子与光子相互作用从低能级跃迁到高能级，并且吸收激发光子。
为了详细说明EDFA 的放大原理，下图给出了Er 3+离子与光放大作用有关的能级结构。
如铒离子能带图所示，与Er 3+离子产生光放大效应的能级有三个：激发态、亚稳态、基态。
激发态与基态之间的能量差与泵浦光子能量相同，亚稳态与基态之间的能量差与1550nm 的光子能量相同。
在掺铒光纤中注入足够强的泵浦光，就可以将大部分处于基态的Er 3+离子抽运到激发态上，处于激发态的Er 3+离子又迅速无辐射地转移到亚稳态上。
由于Er 3+离子在亚稳态上能级寿命较长，因此，很容易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转，即处于亚稳态的Er 3+粒子数比处于基态的Er 3+粒子数多。
当信号光子通过掺铒光纤，与Er 3+离子相互作用发生受激辐射效应，产生大量与自身完全相同的光子，这时通过掺铒光纤传输的信号光子迅速增多，产生信号放大作用；只有少数处于基态的Er 3+离子对信号光子产生受激吸收效应，吸收光子。
Er 3+离子的亚稳态和基态具有一定的宽度，使EDFA 的放大效应具有一定波长范围，其典型值为1530~1570nm 。
EDFA-BA型掺铒光纤放大器使用手册解读
EDFA-BA型掺铒光纤放大器使用手册江苏××科技股通信设备分公司份有限公司使用注意事项1. 安全在安装或使用本产品时，请先详细阅读本使用手册，特别注意所有关于安全方面的事项，宏图通信公司不对任何由于违反安全事项所造成的损失承担任何责任。
掺铒光纤放大器输出为肉眼不可见的激光，在本产品的安装使用和维护过程中，严禁用肉眼直视放大器输出端口或与之相连的光纤连接器或光纤的端面！不可见激光辐射光学器件易受损泵浦激光器及光放大器输出为不可见激光辐射，打开电源时不可直视裸纤及连掺铒光纤放大器内含精密光学器件，为避免严重冲击对其构成损害，请尽量避2. 维护请按照本手册所述方法维护本产品，若产品在性能指标上与说明书不符，或发生故障，请及时与宏图通信公司联系。
联系时请准备好以下资料：用户名称，产品型号，序列号，故障现象描述。
3. 工作环境本产品经过全面和严格的质量检验和测试，可保证在额定环境下正常运行。
本产品正常工作的环境温度为0℃～50℃，储存温度为-25℃～70℃。
静电敏感器件掺铒光纤放大器内含静电敏感器件，为避免对其造成损坏，请将机架良好使用指南1. 概况掺铒光纤放大器EDFA-BA是高性能的功率放大器，它具有效率高、输出功率大、增益高、带宽宽、噪声低、对偏振不敏感等优点，是新一代长距离、大容量、高速率光通信系统的关键部件，单纤双向EDFA-BA在线路中的应用如图1所示。
掺铒光纤放大器EDFA-BA具有35nm带宽（1530～1565nm），当输入光功率在 -6dBm～+3dBm时，输出为额定功率。
根据用户需要，可采用标准SDH机架或者19”机架安装形式，-48V直流电源供电，系统可靠性高，使用与维护简便。
本手册介绍EDFA-BA掺铒光纤放大器的安装与使用事项。
机房A 机房B图1 单纤双向掺铒光纤放大器应用示意图2. 结构与面板说明掺铒光纤放大器在出厂前已进行设置以获得最佳性能，用户无需进行外部调节。
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大功率1550n m铒镱共掺光纤放大器说明书前言本手册适用于高功率光纤放大器(HPEDFA)；主要阐述了该产品的性能特点、技术参数、安装调试和常见故障处理等相关内容。
为了确保设备能被顺利安装和安全运行，敬请用户在安装调试本设备前，务必仔细阅读本手册，并严格按照手册上规定的操作步骤进行安装调试，以免对设备造成不必要的损坏，或对操作人员造成意外伤害；如有疑问，请及时与本公司联系。
特别提示：■铒镱共掺光纤放大器是高档专业设备，其安装调试必须由专业技术人员进行操作，并在操作前仔细阅读本手册，以免因误操作而损坏设备，或对操作人员造成意外伤害。
■在光纤放大器工作时，位于前面板的光信号输出适配器内会有不可见的激光束射出，应避免光信号输出口对准人体，更不能用肉眼直视光输出口，以免对人体、人眼造成永久性伤害！！！■设备在加电工作前，应先确认机壳和电源插座的接地端已可靠接地（接地电阻应＜4Ω），以免静电损坏激光器件，并防止机壳带电而对人体造成伤害。
■为了确保设备能长期稳定工作，在电网电压不稳定或电压波形较差的地区，建议用户为设备配置专用的交流稳压电源，有条件的用户更可配置不间断稳压电源（UPS）系统；在环境温度变化太大或机房环境较差（设备的理想工作环境温度为25℃）的地区，建议用户为设备配置专用的空调系统，以改善设备的工作环境。
目录一、应用................................................................. - 4 -二、性能特点............................................................. - 4 -三、原理框图............................................................. - 4 -四、技术参数............................................................. - 5 -4.1 技术参数......................................................... - 5 -4.2型号与功率对照表................................................. - 6 -五、外部功能说明......................................................... - 6 -5.1前面板说明....................................................... - 7 -5.2后面板说明....................................................... - 8 -5.2.1 DC电源模块介绍............................................ - 8 -六、菜单系统............................................................. - 8 -6.1显示参数说明..................................................... - 8 -6.1.1 主菜单..................................................... - 8 -6.1.2 显示菜单.................................................. - 10 -6.1.3 设置菜单.................................................. - 11 -6.1.4 警告菜单.................................................. - 12 -七、通讯设置说明........................................................ - 13 -7.1通讯接口说明.................................................... - 13 -八、安装调试............................................................ - 13 -8.1开箱检查........................................................ - 13 -8.2仪器和工具...................................................... - 14 -8.3安装步骤........................................................ - 14 -九、售后服务说明........................................................ - 14 -十、光纤活动连接头的清洁维护方法........................................ - 15 - 十一、免责申明.......................................................... - 15 -一、应用■单模光纤1550放大网络■ FTTH网络■ CATV网络二、性能特点高功率光纤放大器(HPEDFA)是一款低噪声、高性能铒镱共掺光纤放大器。
每个输出端口可内置一个CWDM（1310/1490/1550)波分复用器，通过1310nm和1490nm 光连接口可以方便的将OLT和ONU的数据流复用到光纤放大器输出口。
从而减少了器件数量，提高了系统指标和可靠性，是FTTx网络的理想设备。
为三网融合、光纤到户，提供了一种灵活的低成本解决方案。
■采用铒镱共掺双包层光纤技术；■输出端口：4~64路可选；■输出光功率：最高可达10W的总输出；■低噪声系数：0dBm输入时低于5dB；■完善的网管接口，符合国标SNMP网管；■智能化温控系统,使整机功耗更低；三、原理框图内置波分复用原理图四、技术参数4.1 技术参数项 目 单位 技 术 参 数备 注 CATV 带通过波长 nm 1545 - 1565 PON 带 通过波长 nm 1260 - 1360 1480 - 1500PON 带插入损耗 dB <0.8隔离度db >15 CATV 带输入光功率范围 dBm-3 - +10 最大输出光功率 dBm 39 输出功率稳定度 dBm ±0.5噪声系数 dB ≤ 5.0 输入光功率0dBm ，λ=1550nm反射损耗输 入 端 dB ≥ 45 输 出 端dB ≥ 45 光连接器类型SC/APCC/N dB ≥ 50 测试条件按GT/T 184-2002 执行。
C/CTB dB ≥ 63 C/CSO dB ≥ 63电源电压 V A:AC160V - 250V （50 Hz ）；B:DC48V整机功耗 W ≤ 70 工作温度范围 ℃ -10 - +42 最大工作相对湿度 % 最大95%无冷凝 储存温度范围 ℃ -30 - +70 最大储存相对湿度 % 最大95%无冷凝外 形 尺 寸mm483（L ）X 440（W ）X 88（H ）4.2型号与功率对照表型号总输出功率dBm 输出口数每口输出功率dBm EYA-4 -18 25 4 18EYA-4 -19 26 4 19EYA-4 -20 27 4 20EYA-4 -21 28 4 21EYA-4 -22 29 4 22EYA-4 -23 30 4 23EYA-4 -24 31 4 24EYA-8 -15 25 8 15EYA-8 -16 26 8 16EYA-8 -17 27 8 17EYA-8 -18 28 8 18EYA-8 -19 29 8 19EYA-8 -20 30 8 20EYA-8 -21 31 8 21EYA-8 -22 32 8 22EYA-8 -23 34 8 23EYA-16 -15 29 16 15EYA-16 -16 30 16 16EYA-16 -17 31 16 17EYA-16 -18 32 16 18EYA-16 -19 33 16 19* EYA-16 -20 34 16 20* EYA-16 -21 35 16 21* EYA-16 -22 36 16 22EYA-32 -15 32 32 15EYA-32 -16 33 32 16* EYA-32 -17 34 32 17* EYA-32 -18 35 32 18* EYA-32 -19 36 32 19* EYA-32 -20 37 32 20* EYA-32 -21 38 32 21* EYA-32 -22 39 32 22五、外部功能说明5.1前面板说明前面板示意图1)电源指示灯：当内部一个开关电源工作时该指示灯亮黄灯，二个开关电源工作时亮绿灯。
2)输入光功率指示灯：输入的光功率大于-10dBm时该指示灯亮。
3)泵浦工作状态指示灯：该灯为红灯常亮时表示泵浦没有工作，机内各项参数均正常；当为红灯闪烁时表示该机有故障，相关故障原因可查看显示菜单中的告警菜单项；当该灯为绿灯常亮时表示泵浦正在正常工作中。
4)输出光功率指示灯：输出的光功率大于+10dBm时该指示灯亮。
5)160×32点阵液晶显示屏：用于显示本机的所有参数。
6)显示设置菜单的退出或取消键。
7)显示设置菜单的向上或增量键。
8)显示设置菜单的向下或减量键。
9)显示设置菜单的确定键。
10)1310&1490nm信号进出口。
11)光信号输入口：接口类型默认规格为SC/APC，如有其他规格要求时，由客户指定。
12)泵浦激光器开关钥匙：用于控制泵浦激光器的工作状态。
“ON”表示泵浦激光器开启，“OFF”表示泵浦激光器关闭。
设备在通电前需确认钥匙在OFF”位置，等设备自检通过后，根据显示屏提示信息，把钥匙旋至“ON”位置。
13)公共口：此接口是设备1550nm信号的输出端口，也是1310&1490nm信号的输入输出端口。
端口数量4-16可选。
警告：在设备正常工作后，此端口有不可见的激光束射出，应避免该端口对准人体或肉眼，以免造成意外伤害。
5.2后面板说明后面板示意图1)风扇出风口2)RS232接口：用于配置本机的各项网管参数。