(完整版)掺铒光纤放大器的原理与应用毕业设计

毕业设计（论文）报告

题目掺铒光纤放大器的原理与应用

系别尚德光伏学院

专业应用电子技术（光电子技术方向）班级0903

学生姓名刘钰华

学号090264

指导教师

2012年4 月

掺铒光纤放大器的原理与应用

摘要:光纤通信就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。光纤通信具有通信容量大、传输速率高、使用寿命长,等诸多特点。因而得到了普遍的应运，其中光放大器是光纤系统中的重要组成部分。光纤放大器（简写OFA）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。

本论文介绍了掺铒光纤放大器(简写EDFA)的相关理论。首先对光纤放大器的种类进行大致的简介，其次阐述了掺铒光纤放大器的历史和发展，以及对掺铒光纤放大器工作原理进行了介绍。重点关注了掺铒光纤放大器在现代光纤通信系统中的应运。

关键字：光纤、光纤通信、掺铒光纤放大器、应运

Principles and applications of the erbium-doped fiber

amplifier

Abstract：Optical Fiber Communication, is the use of optical fiber to transmit light waves carry information in order to achieve the purpose of communication. Large capacity optical fiber communication with the communication, transmission rate, long life and many other features. And so it generally should be shipped, in which optical fiber amplifier is an important component of the system. Fiber amplifier is used in optical fiber communication lines. A new type of signal amplification to achieve all-optical amplifiers.

This paper describes the erbium-doped fiber amplifier theories. First, erbium-doped fiber amplifier general introduction to the history and types

of optical amplifiers and erbium-doped fiber amplifier operating principle

was introduced. Focus on the erbium-doped fiber amplifier in a modern optical fiber communication system should be shipped.

Keywords:Fiber 、Optical Fiber Communication 、Erbium-doped

fiber 、amplifier Should be shipped

目录

前言 (1)

第一章绪论 (2)

1.1 光纤通信系统中放大技术 (3)

1.1.1光纤放大器的分类 (3)

1.1.2 半导体光放大器 (4)

1.1.3 光纤放大器 (6)

1.2 掺铒光纤放大器的发展历史 (6)

1.3 EDFA 的发展方向 (8)

第二章掺铒光纤放大器的工作原理及性能参数 (10)

2.1掺铒光纤放大器的介绍 (10)

2.1.1 EDFA放大器的组成 (10)

2.1.2 EDFA的放大原理 (11)

2.1.3 EDFA的基本性能 (12)

2.2 EDFA的优缺点 (12)

2.3 EDFA的主要应用形式. (14)

2.4 EDFA的增益特性 (15)

第三章 EDFA在密集波分复用系统中应用与研究 (18)

3.1 波分复用（WDM）的基本概念 (18)

3.1.1 波分复用系统的组成 (18)

3.1.2 EDFA在WDM系统中的应用 (19)

3.1.3 WDM系统对EDFA的要求 (19)

3.1.4 密集波分复用（DWDM）原理概述 (21)

3.2 EDFA在密集波分复用（DWDM）系统中应用的分析 (22)

3.2.1 EDFA在DWDM系统中的作用和应用方式 (22)

3.2.2 DWDM中对EDFA的主要性能要求 (24)

第四章总结 (27)

致谢 (28)

参考文献

前言

人类传播信息方式是多种多样的。用光来传递信息也是很早之前就有的。远在周代我国就有了烽火传递信息的方法，烽火作为一种原始的声光通信手段，服务于古代军事战争。从边境到国都以及边防线上，每隔一定距离就筑起一座烽火台。内储柴草，当敌人入侵时，便一个接一个地点燃起烽火报警，各路诸侯见到烽火，马上派兵相助,抵抗敌人。

现如今用光纤来传递信息已成为非常重要的信息传递方式。在光纤通信系统中光放大又是一个非常重要的环节。光放大器是可将微弱的光信号直接进行光放大的器件。它的出现使光纤通信技术产生了质的飞跃；它使光波分复用技术，光孤子通信技术迅速成熟并得于商用，同时他为未来的全光通信网奠定了扎实的基础，成为现代和未来光纤通信系统中不可少的重要器件。

近年来，包括有线电视在内的光纤通信系统，由于光纤干线的普及，由于光纤干线的普及为了，适应通信容量的扩大和远距离传输网络高功能化的需要，波分复用（WDM）技术有了新的发展。但在WDM系统中，最有力的关键技术，就是光纤放大器的实用化。众所周知，在光纤线路中，最有影响的指标一是色散，另是衰减损耗。关于色散问题将另外探讨。衰减是指光信号在光纤内传输过程中，产生的光功率损耗而言。衰减量是将每1km产生的损耗,用dB表示之值，0.2dB／km,3dB。例如单模光纤约为0.2dB／km，大约传输15km时损耗达3dB。为了实现远距离的光信号传系统中，首先在CATV 系统中，应用光纤放大器的是工作在光损耗最小的 1.5μm 波域的掺铒光纤放大器（EDFA）,但在通信系统中，由于早期铺设的光纤条件的限制，利用 1 条光纤传的高速信号比较复杂，但如利用 2.5Gbps×4 的四波WDM 传输，则很容易实现。因此,从90 年代后期起WDM的发展，也推动了EDFA 的进步。目前，1.5μm的EDFA 波