掺铒光纤放大器的设计
掺饵光纤放大器
掺饵光纤放大器物电学院08电子一班侯进：200840620110概论光纤通信中采用光纤来传输光信号，一般它受到两方面的限制:损耗和色散。
就损耗而言，目前光纤损耗的典型值在1.3μm波段为0.35dB/km，在1.55μm波段为0.20dB/km。
由光纤损耗限制的光纤无中继传输距离为50-100km. 90年代初期EDFA的研制成功，打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制，使全光通信距离延长至几千公里，给光纤通信带来了深刻的变化。
一般，光放大器都由增益介质、泵源、输入输出耦合结构组成。
根据增益介质的不同，目前主要有两类放大器，一类采用活性介质，如半导体材料和掺稀土元素的光纤。
掺稀土光放大器，是在光纤芯层中掺入极小浓度的稀土元素，如饵、谱或铥等离子制作出相应的掺饵、掺镨或掺铥光纤。
光纤中掺杂离子在受到泵浦光激励后跃迁到亚稳定的高激发态，在信号光诱导下，产生受激辐射，形成对信号光的相干放大。
主要有: 掺铒光纤放大器（EDFA－Erbium Doped Fiber Amplifier）、掺镨光纤放大器 (PDFA- Praseodymium Doped Fiber Amplifier) 和掺铥光纤放大器 (TDFA- Thulium Doped Fiber Amplifier) 等；另一类基于光纤的非线性效应，利用光纤的非线性实现对信号光放大的一种激光放大器。
当光纤中光功率密度达到一定阈值时，将产生受激喇曼散射(SRS- Stimulated Raman Scattering)或受激布里渊散射(SBS-Stimulated Brillouin Scattering)，形成对信号光的相干放大，如光纤喇曼放大器(FRA－Fiber Raman Amplifier)和光纤布里渊放大器(FBA- Fiber Brillouin Amplifier)。
本文仅对EDFA作相应的讨论。
一、铒离子的电子能级图----铒(E r)是一种稀土元素(属于镧系元素),原子序数是68,原子量为167.3。
掺铒光纤激光器的设计
掺铒光纤激光器的设计
首先，掺铒光纤激光器的基本原理是通过泵浦光源将能量传输给铒元素，激发铒元素的上能级，然后通过自发辐射和受激辐射实现光放大。
因此，选择合适的泵浦光源是设计的首要考虑因素。
泵浦光源的选择应满足以下要求：1.波长要和铒元素的吸收带宽相匹配；2.具有足够的功率和能量密度以激发铒元素的上能级；3.具有较高的光电转换效率。
常用的泵浦光源包括二极管激光器、固体激光器和光纤激光器等。
接下来，需要设计合适的光纤结构以实现高效的光放大。
一种常用的设计方法是使用双包层结构的光纤。
内包层的折射率通常较低，以实现高掺杂浓度，同时外包层的折射率通常较高，以实现光的波导传输和光纤的保护。
另外，还需要选择合适的铒离子浓度和光纤长度。
高铒离子浓度可以提高光放大效果，但过高的浓度会增加不均匀性和光纤损耗；光纤长度的选择应根据具体应用需求和泵浦光源的光功率进行优化。
除了基本结构的设计，还可以通过增加光栅、光耦合器等辅助元件来改善激光器的性能。
光栅可以实现单纵模输出，提高激光器的光谱纯度和输出功率；光耦合器可以实现光纤和光纤之间的耦合，提高输出功率和光束质量。
最后，还需要进行光纤激光器的光学设计和热力学分析。
光学设计可以优化光纤的折射率分布，实现最大的光放大效果；热力学分析可以评估光纤激光器的散热性能，以避免过高的温度对激光器性能的影响。
综上所述，掺铒光纤激光器的设计需要综合考虑泵浦光源、光纤结构、铒离子浓度、光纤长度等因素。
通过合理的设计和优化，可以实现高效的
光放大和优质的激光输出。
三模掺铒光纤放大器仿真设计及实验研究
三模掺铒光纤放大器仿真设计及实验研究
伍文韬;张鹏
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】少模光纤放大技术是确保模分复用光纤通信系统远距离传输的关键技术,其增益、噪声系数及模式间增益差直接影响通信性能。
为设计可用于模分复用的高增益、低噪声系数三模掺铒光纤放大器,建立少模掺铒光纤放大器理论模型,仿真设计其各项参数,之后结合实验结果进行参数优化,实现小信号增益大于30 dB,噪声系数小于6 dB,模式间增益差小于2 dB,并且各模式信号光在三模掺铒光纤放大器中稳定传输放大,光束轮廓无明显畸变。
所设计的三模掺铒光纤放大器为进一步模分复用通信实验研究打下了基础。
【总页数】8页(P34-41)
【作者】伍文韬;张鹏
【作者单位】长春理工大学光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.1
【相关文献】
1.掺铒光纤放大器的应用实验系统设计及研究
2.长波段掺铒光纤放大器用掺铒光纤的设计考虑
3.基于小信号放大的掺铒光纤放大器的仿真与实验
4.光纤型少模掺铒光纤放大器的差模增益可调性研究
5.基于退火算法的四模掺铒光纤放大器设计
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掺铒光放大器的设计与仿真1
摘要光放大器在光纤通信领域中承担着重要的角色，也是光纤通信中必不可少的组成部分。
其中，掺铒光放大器（EDFA）的研究和实用化，更是促进了光纤通信领域的发展。
EDFA 在密集波分复用（dense wavelength division multiplexing, DWDM）光通信系统和光纤有线电视（Community Antenna Television, CATV）系统中都有着广泛地应用。
掺铒光纤放大器直接对光信号进行放大，无需进行光电光变换，且具有输出功率大、增益高、工作频带宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点，已成为现代光通信系统的重要器件之一。
关键词：光纤通信，光放大器，掺铒光纤放大器（EDFA），设计，仿真ABSTRACTDWDM (dense where division multiplexing, DWDM) optical communication system and optical fiber cable (Community can Antenna Television be used, CATV) are widely used in the system. Direct optical signal is amplified and erbium doped fiber amplifier without photoelectric light transformation, and has a large output power, high gain, wide working frequency band and has nothing to do with the polarization, low noise figure, amplification characteristics has nothing to do with the system bit rate, data format, etc, has become one of the important device of modern optical communication system.Key words: optical fiber communication, optical amplifier, erbium-doped fiber amplifier (EDFA), design and simulation引言在新一代光纤通信中，人们采用光放大器代替原有的光电光中继，实现全光信号的高速传输和信息处理。
C+L波段宽带增益平坦铋基掺铒光纤放大器的设计
（ 宁波 大 学 信 息科 学与 工程 学院 ， 江 宁波 ３ ５ １ ） 浙 １ ２ １
摘 要 ：基 于光 纤放 大器 增益 谱 的 宽 带平 坦化 发展 需要 ， 计 了一 个 两段铋 基 掺 铒 光 纤（ ｉ Ｄ ）Ｌ 设 Ｂ － Ｆ ｇ Ｅ
联 并携 带一个 ｃ波段 （ ３ 一 ６ ｎ 宽 带光 纤布 拉格 光栅 （Ｂ 的双 通 结构 型铋 基掺 铒 光 纤放 大器 １ ０ ｌ ５ ｍ） ５ ５ Ｆ Ｇ） （ ｉ Ｄ Ａ）从 理 论 上 研 究 了其 对 输入 信 号 的 放 大特 性 。研 究表 明 ： Ｂ 的 引入 可 以使 ｃ和 Ｌ波段 Ｂ． Ｆ 。 Ｅ ＦＧ
ｏ ｅａｉｎ ｆｒｆ ｅ ｍｐｉｉｒ ａ ｄ ｕ ｌ－ ａｓｓ ｕ ｔｒ ｆｂ ｓ ｔ－ ａｅ ｒ ｉｍ － ｏ ｅ ｂ ｒａ ｌ ｅ Ｂ — ｐ ｒｔ ｏ ｂ ｒａ ｌ ｅ ， ｏ ｂｅ ｐ ｓ ｔ ｃｕｅ ｏ ｉｍｕ ｂ ｓｄ ｅｂｕ ｄ ｐ ｄ ｆ ｅ ｍｐｉ ｒ（ ｉ ｏ ｉ ｆ ｒ ｈ ｉ ｉ ｆ
Ｚｈ ｕ Ｙａ ｕ ，Ｘｕ Ｘｉ ｇ ｈ ｎ ｏ ｘ ｎ ｎ ｃｅ
（ ｏｌｇ ｆＩ ｆｒ ｔ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｎｉｇ ｏ Ｕｎｖ ｒ ｔ ， ｉ ｇ ｏ ３ ５ １ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｅ ｏ ｎｏ ｍａ ｏ ｃｅ ｅ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｎ ｂ ｉｅ ｓ ｙ Ｎ ｎ ｂ １ ２ １ Ｃ ｉ ａ ｅ ｉ ｎ ｎ ｉ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｉ ｏ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｎ ｒ ｅ ｔ ｍ ｅ ｔ ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｅ ｓ ｆ ｒ ａ ａ ｐｉ ｃ ｔ ｎ ｓ ｅ ｔｅ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｅ ｄ ｏ ｂ ｏ ｄ ｍ ｌｆ ａ ｏ ａ ｗｅｌ ｓ ａｎ —ｆａｔｎ ｄ ｉ ｉ ｌ ａ ｇ ｉ －ｌ ｔ ｅ ｅ
光电技术实验-掺铒光纤放大器
光电技术实验-掺铒光纤放⼤器掺铒光纤放⼤器(EDFA)特性参数测量⼀、实验⽬的1.了解掺铒光纤放⼤器的⼯作原理及相关特性；2.掌握掺铒光纤放⼤器性能参数的测量⽅法；⼆、实验原理掺铒光纤放⼤器(Er Droped Fiber Amplifier,EDFA)的出现是光纤通信发展史上⼀个重要⾥程碑。
1986年英国南安普敦⼤学制作出了最初的掺铒光纤放⼤器。
在此之前，由于不能直接放⼤光信号，所有的光纤通信系统都只能采⽤光-电-光中继⽅式。
光纤放⼤器可直接放⼤光信号，这就可使光-电-光中继变为全光中继。
这是⼀次极为重要的飞跃，把光通信推向了⼀个新的阶段，其意义可与当年⽤晶体管代替电⼦管相提并论。
当作为掺铒光纤放⼤器泵浦源的0.98um和1.48um的⼤功率半导体激光器研制成功后，掺铒光纤放⼤器趋于成熟，进⼊了实⽤化阶段。
掺铒光纤放⼤器的意义不仅在于可进⾏全光中继，它还在多⽅⾯推动了光纤通信的发展，引起了光纤通信的⾰命性变⾰。
其中最突出的是在波分复⽤(WDM)光纤通信系统中的应⽤。
波分复⽤是在⼀根光纤上传输多个光信道，从⽽充分利⽤光纤带宽，有效扩展通信容量的光纤通信⽅式。
由于掺铒光纤放⼤器具有约40nm的极宽带宽，可覆盖整个波分复⽤信号的频带，因⽽⽤⼀只掺铒光纤放⼤器就可取代与信道数相应的光⼀电⼀光中继器，实现全光中继。
这极⼤地降低了设备成本，提⾼了传输质量。
这⼀优越性推动了波分复⽤技术的发展。
现在EDFA+WDM已成为⾼速光纤通信⽹发展的主流，代表新⼀代的光纤通信技术。
（1）EDFA的⼯作原理铒(Er)是⼀种稀⼟元素(属于镧系元素)，原⼦序数是68，原⼦量为167．3。
EDFA利⽤了镧系元素的4f能级，图1是Er+3的能级图。
在掺铒光纤中．由于⽯英基质的作⽤，4f的每⼀个能级分裂成⼀个能带。
图中4I15/2能带称为基态；4I能带称为亚稳态，在亚稳态上粒⼦的平均寿命时间达到10ms。
4I11/2能带为13/2泵浦态，粒⼦在泵浦态上的平均寿命为1us。
掺铒光纤放大器增益平坦度的优化设计
• 155•掺铒光纤放大器可用于实现不同波长光波的放大，但是对于不同波长的信号光产生的增益差异较大，本文基于optisystem 软件搭建了掺铒光纤放大器WDM 系统的模型，通过设置铒光纤长度，泵浦功率两个参数使得EDFA 的增益平坦度小于0.5dB 。
1 引言EDFA 具有增益高，光谱宽，输出功率高，插入损耗低和对偏振不敏感等优点，所以它是目前应用最广泛的光放大器之一。
饵稀土元素可以实现不同波长光波的放大，这些波长覆盖了很宽的光谱范围，所以它适用于多信道信号的同时放大。
但是EDFA 在其工作波段内会存在增益起伏，尤其在WDM 系统中，当多个EDFA 级联时，这种差值会呈现线性累积的状态，从而噪声的累积也会越来越严重，光信噪比会大大下降，甚至使整个系统无法工作。
本文通过优化，使每个信道增益的差距在允许的范围之内。
2 掺铒光纤放大器WDM系统模型设计掺铒光纤放大器主要由饵光纤，泵浦光源和光耦合器等组成。
如图1所示，在optisystem 软件中搭建一个掺铒光纤放大器的波分复用系统，输入为16信道WDM 光信号，波长范围为1546nm-1558nm ，波长间隔为0.8nm ，输入光功率为-20dBm ，饵光纤长度为4m 。
采用反向泵浦结构，泵浦功率为100mW ，泵浦波长为980nm 。
在系统中使用双端口WDM 分析仪来测量增益平坦度，使用光功率计测量输出功率。
的增益快速增加和下降的数值。
实际在应用掺铒光纤放大器时，它的增益谱会有起伏变化，增益平坦度越小，那么在一定光谱范围内增益谱起伏越小，越趋于平缓。
如图2所示，经光谱仪和双端口WDM 分析仪检测得到EDFA 输出信号和噪声频谱，发现系统的增益平坦度为1.85dB ，远远高于0.5dB 。
在泵浦功率为100mW 和饵光纤长度为4m 的条件下得到的增益平坦度不能达到系统的要求，所以要对EDFA 的泵浦光功率和光纤长度进行优化，以达到16信道增益谱的平坦。
掺铒光纤放大器在通信网中的应用课程设计
光纤通信课程设计题目：掺铒光纤放大器在通信网中旳应用院（系）名称专业班级学号学生姓名指导教师6月20日摘要光纤通信，就是运用光纤来传播携带信息旳光波以到达通信旳目旳。
光纤通信具有通信容量大、传播速率高、使用寿命长,等诸多特点。
因而得到了普遍旳应运，其中光放大器是光纤系统中旳重要构成部分。
光放大器旳问世不仅处理了光旳衰减对光信号传播距离旳限制，并且在光纤通信中引起一场技术革命，其性能旳优劣直接影响到网络通信旳容量和质量。
掺铒光纤放大器是未来很长一段时间内光纤通信系统中最具实用价值旳无源光器件之一，掺铒光纤放大器及有关技术旳迅速实用化和商业化，标志着一种以光纤放大器为支撑旳光通信技术产业化时代旳到来，将在未来“信息高速公路”旳建设中发挥重要作用。
本论文简介了掺铒光纤放大器旳有关理论。
首先对掺铒光纤放大器旳历史进行大体旳简介，以及对光放大器旳种类和掺铒光纤放大器工作原理进行了简介，进而深入剖析了EDFA工作机理。
本文旳重点在于在熟悉EDFA光放大机理和工作原理旳前提下，运用OptiSystem软件构造研究EDFA特性旳系统电路图，然后对EDFA电路图进行数据模拟仿真，进而得到仿真图，通过图形来研究分析EDFA旳特性。
关键字：光纤通信，光放大器，掺铒光纤放大器，OptiSystem仿真目录1绪论 01.1概述 01.2掺铒光放大器旳发展及简介 01.3 EDFA旳优缺陷 (1)2 EDFA旳工作原理及应用 (3)2.1 EDFA光放大机理 (3)2.2 EDFA旳工作原理 (6)2.3 EDFA构造和泵浦方式 (7)2.3.1同向泵浦 (7)2.3.2反向泵浦 (8)2.3.3双向泵浦 (8)2.4 EDFA旳重要应用 (9)2.4.1 EDFA作为前置放大器 (9)2.4.2 EDFA作为功率放大器 (9)2.4.3 EDFA作为光中继器 (10)3 EDFA旳工作特性分析 (11)3.1 EDFA旳重要工作特性参数 (11)3.1.1功率增益 (11)3.1.2输出饱和功率 (13)3.1.3噪声系数 (14)3.2 EDFA性能旳定性分析 (14)4 基于OptiSystem旳EDFA仿真 (16)4.1掺铒光纤放大器在通信网中瑞利散射效应旳仿真 (16)4.1.1仿真系统电路图布局 (17)4.1.2 仿真参数设置及成果分析 (17)4.2掺铒光纤放大器增益对波分复用光波系统旳仿真 (23)4.2.1 仿真系统电路图布局 (24)4.2.2 仿真参数设置及成果分析 (24)5 结论 (27)道谢 (28)参照文献 (29)1绪论1.1概述如今用光纤来传递信息已成为非常重要旳信息传递方式。
掺铒光纤放大器优化设计
X X X X X X大学学位论文掺铒光纤放大器的优化设计论文作者姓名：申请学位专业：申请学位类别：指导教师姓名（职称）：论文提交日期：掺铒光纤放大器的优化设计摘要本文首先对EDFA的基本结构、泵浦方式、放大机理及主要应用等方面进行了详细的介绍，其次阐述了影响EDFA性能的主要指标，以此同时也对EDFA 理论进行了分析。
在此基础上利用光纤通信仿真软件OptiSystem7.0对EDFA的性能做优化设计，通过对EDFA中掺铒光纤长度、泵浦功率的参数进行了优化设计，得出了在不同泵浦方式下的增益特性、掺铒光纤最佳长度和输出光谱图。
通过对这些数据进行分析和处理后，进而得出了最佳化的EDFA设计。
结果表明对于给定泵浦功率的情况下，随着掺铒光纤长度的不断增大，EDFA的增益不断增大；当掺铒光纤长度增大到某一值后增益不仅不再增大、反而开始逐渐变小。
在掺铒光纤长度给定的条件下，功率增益随泵浦功率的增大而增大，当泵浦功率达到一定值之后，增益不再增大、也不减小（基本保持不变）。
泵浦工作方式（单泵浦、双泵浦和阵列泵浦）的不同，同样会影响EDFA的增益特性。
关键词：掺铒光纤放大器；仿真；增益；OptiSystemOptimum Design of Erbium-Doped FiberAmplifierAbstractThis paper first introduce the basic structure of EDFA, the pump, the amplifier and its main application. Then it expounds on the influence of the properties of EDFA and the theoretical analysis of the main index; next it uses optical fiber communication simulation software Optisystem7.0 to optimize the performance of EDFA. In addition, this article through to design the erbium-doped fiber length, pump power parameters; after get the gain characteristic under different pump, the best erbium-doped fiber length and output spectra. After the analysis of the data and processing, the optimization design of EDFA are obtained. Through simulation, the following several conclusions are made: first, for a given pump power, with the increase of erbium-doped fiber length, the gain of EDFA first increased, after increasing to a certain value, it remains the same. Second, under certain conditions of erbium-doped fiber length, the gain increaseds with erbium-doped fiber length first and followed with decreasing values. Finally, the pump works (single pump, double pump and pump laser array) with the difference in pump’s working style, the gain of EDFA can also be affected.Key words:erbium-doped optical fiber amplifier; simulation; gain; OptiSystem目录论文总页数：27页1 引言 (11)2 概述 (22)2.1EDFA的基本结构及泵浦方式 (22)2.2EDFA的放大原理 (44)2.3EDFA的工作原理 (77)2.4EDFA的主要应用方式 (88)3 EDFA的主要指标 (88)3.1EDFA的增益特性 (88)3.2EDFA的增益饱和特性 (1010)3.3EDFA的噪声特性 (1111)4 EDFA的理论分析 (1111)4.1铒离子的二能级速率方程 (1111)4.2三能级原子速率方程 (1212)5 掺铒光纤放大器的优化设计 (1313)5.1单泵浦的增益特性分析 (1313)5.1.1 建立仿真模型 (1313)5.1.2 EDF长度对EDFA增益的影响 (1414)5.1.3 泵浦功率对EDFA增益的影响 (1616)5.1.4 泵浦功率和EDF长度共同对增益的影响 (1717)5.2双泵浦的增益特性分析 (1818)5.2.1 建立仿真模型 (1818)5.2.2 EDF长度对EDFA增益的影响 (1919)5.2.3 泵浦功率对EDFA增益的影响 (2121)5.3阵列泵浦的增益特性分析 (2222)5.3.1 建立仿真模型 (2222)5.3.2 EDF长度对EDFA增益的影响 (2222)5.3.3 泵浦功率对EDFA增益的影响 (2424)结论 (2525)参考文献 (2727)致谢 (2828)声明 (2828)1 引言光纤通信技术未来的发展趋势离不开长距离、大容量和高速率[1]。
实验五 光纤激光器与光纤放大器的设计实验
实验五 光纤激光器与光纤放大器的设计实验一、实验目的1、掌握掺铒有源光纤的增益放大特性；2、掌握光纤激光器的原理及其基本结构，掌握光纤激光器的设计及其波长调谐方法；3、掌握光纤放大器的原理及其基本结构，掌握光纤放大器的设计以及基本特性参数的测试方法。
二、实验原理（一）光纤激光器的基本结构光纤激光器和其它激光器一样，由能产生光子的增益介质、使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔和激励光跃迁的泵浦源三部分组成。
纵向泵浦的光纤激光器的结构如图1所示。
图1 光纤激光器原理示意图一段掺杂稀土金属离子的光纤被放置在两个反射率经过选择的腔镜之间，泵浦光从左面腔镜耦合进入光纤。
左面镜对于泵浦光全部透射和对于激射光全反射，以便有效利用泵浦光和防止泵浦光产生谐振而造成输出光不稳定。
右面镜对于激射光部分透射，以便造成激射光子的反馈和获得激光输出。
这种结构实际上就是Fabry-perot 谐振腔结构。
泵浦波长上的光子被介质吸收，形成粒子数反转，最后在掺杂光纤介质中产生受激发射而输出激光。
激光输出可以是连续的，也可以是脉冲形式的，依赖于激光工作介质。
对于连续输出，激光上能级的自发发射寿命必须长于激光下能级以获得较高的粒子数反转。
通常当激光下能级的寿命超过上能级时只能获得脉冲输出。
光纤激光器有两种激射状态，一种是三能级激射，另一种是四能级激射，图2(a)、(b)分别表示三能级和四能级系统的跃迁系统的简化能级图。
两者的差别在于较低能级所处的位置。
在三能级系统中，激光下能级即为基态，或是极靠近基态的能级。
而在四能级系统中激光下能级和基态能级之间仍然存在一个跃迁，通常为无辐射跃迁，电子从基态提升到高于激光上能级的一个或多个泵浦带，电子一般通过非辐射跃迁到达激光上能级。
泵浦带上的电子很快弛豫到寿命比较长的亚稳态，在亚稳态上积累电子造成粒子数多于激光下能级，既形成粒子数反转。
电子以辐射光子的形式放出能量回到基态。
这种自发发射的光子被光学谐振腔反馈回增益介质中诱发受激发射，产生与诱发这一过程的光子性质完全相同的光子，当光子在谐振腔内所获得的增益大于其在腔内损耗时，就会产生激光输出。
实验一掺铒光纤放大器实验
光纤通信实验报告一、实验目的1.理解惨耳光纤放大器（EDFA）的基本结构和功能；2.测试掺铒光纤放大器（EDFA）的各种参数并通过测量的参数计算增益，输出饱和功率，噪声系数二，实验仪器DFB光源；隔离器；EDFA测试仪u；光可变衰减器；光固定衰减器；跳线；光功率计。
三，实验原理掺铒光纤放大器的基本结构及工作原理：EDFA主要由掺铒光纤，泵浦光源，波分复用器，隔离器等组成，EDFA的内部按泵浦方式分为三中最基本的结构，即同向泵浦，反向泵浦和双向泵浦。
四，实验步骤1.测量EDFA的增益曲线：接通EDFA测试仪电源，稍候（大约5分钟）至稳定工作状态。
a，测量信号功率，跳过EDFA ,将两个隔离器连接起来，调整衰减器到合适值，功率计上显示的读数可以认为是EDFA的输入功率。
b，EDFA无输入，EDFA输出端按图一次连接，功率计上的读数可以认为是通过滤波器带宽内的ASE功率。
c，将第一个隔离器的输出接到ＥＤＦＡｄｅ输入端，此时功率计上的读数可以认为是放大后的信号和ASEde混合功率。
调整衰减器（通常5~10倍一个点），重复a,b,c步骤，用功率及测量并记录信号光的输出功率Pin，同时对应没一个输入功率值，都要测的一个经过ＥＤＦＡ的放大后输出功率Pout，同时测量每组衰减状态下EDFA的输入悬空，输出接光功率计，测得EDFA的自发辐射噪声功率；并将使用数据填入表20-1中，并通过公式计算出各个输入功率下的增益值G和NF，绘制出增益曲线。
表２０－１实验数据表五，实验数据分析按公式G=10log10（（Pout-Pase）/Pin）NF=10log10（Pase*Pin/（hVB(Pout-Pase)+Pin/(Pout-Pase)）;其中h=6.628*10^(-34)V=3*10^8*155*10^(-9)B=688.24Ghz得到数据填入上述表格按下关数据画图如下：由图知数据明显与理论相差太大也符合当输入功率过大时数据产生明显失真的结论。
【doc】掺铒光纤放大器的优化设计
掺铒光纤放大器的优化设计68—7第25卷第1期1996年1月光子ACTAPHOToNIcASINICAV o1.25No.1Jan.1996掺铒光纤放大器的优化设计J安浩哲庞勇蒋佩璇吴铁王俊华徐大雄(北京邮电学院无线电工程系光通信教研室100088北京邮电学院190信箱)氏摘要本文对掺铒光纤放大器优化设计方面的一系列问题进行了理论分析,通过对日十六所提供的掺铒光纤吸收谱的分析,分别计算了在掺铒光纤长度不同及入纤的泵浦功率不同的情况下,最佳的泵浦赴长,理论分析了在不同的掺铒半径比的情况下的最佳截止波长,以及在不同的掺铒半径比和不同的掺杂浓度下的最佳掺铒光纤长度.关键词0引言自从1965年Snitzer截止波长;自发捎珥茕和Woodcock在室温下发现铒玻璃的激光效应以来,掺铒光纤放大器的研究取得了很大的进展.利用波长为665nm和514nm泵浦的掺铒光纤放大器,对信号光的放大可达到～35dB,而利用波长为980nm和148Ohm泵浦的掺铒光纤放大器,信号光增益达到30dB以上已不是那么困难的事情,由于掺铒光纤放大器具有高增益,低插入损耗与偏振态无关等的特性,因而被广泛用于高速光通信系统中.所谓的掺铒光纤放大器的优化,就是使得光纤放大器在较低的泵浦功率下实现较大的信号增益.要实现它,必需考虑以下几方面的同题:(1)泵浦波长的选择,(2)掺铒光纤截止波长的选择,(3)掺铒光纤掺杂半径比的选择.(4)掺铒光纤的最佳长度,既不浪费泵浦功率,又使得信号增益为最大.本文从理论上分析了四十六所提供的阶跃型分布的掺铒光纤放大器在以上所述几方面的问题,1理论分析令为铒离子的掺杂浓度,P&),P),P(z)分别为泵浦光,自发辐射光与信号光功率,其中的正,负号分别表示与泵浦光同向和反向传输,却为泵浦光的吸收截面,,分别为荧光的吸收截面和辐射截面,r为铒离子的荧光寿命,A为光纤芯径,A.为掺杂半径,A,A是与P…P 相对应的有效模场半径,为信号光的功率半径,,W.为泵浦光和信号光的泵浦率及辐射率,为泵浦光的吸收损耗.由文献1,9可得:-.一()…一))(2)坐:=士{G.(,)tP产,)-bP.]一G(2,P产,))(3))=丽锦(4)yI)一仉[(1+/)Ⅳ2)一poa~/a](5)收端日期1994一O3—15厂掰射一1期安浩哲等.掺铒光纤放大器的优化设计c+exp(hc0)KH:G,)一()(1exp(A:/))G,)poa.(1--exp(一/)可D———trAS—hyor'一1--exp(--A/)一(/)69/A=A.,,(×/)(14)______________●_____________________________________________________——A=A/√(1--exp(A:/))(15)P.--by是一个光子在单模线宽的能量,它代表等效输入噪音功率,P,),i--1,2…N,代表自发辐射谱所包含的频率.如果式(1_3)中的P.用2P.来代替,则P,)是两种偏振模式的自发辐射功率总和.P代表铒离子粒子数反转的泵浦功率阈值.(1+exp(一h(一)/T)是玻尔兹曼修正因子,是玻尔兹曼园子,是绝对温度,P是泵浦阈值,G),G,)分别是荧光的吸收系数和辐射系数,,分别是信号光和泵浦光在芯内传输的比率.2泵浦波长对掺铒光纤放大器性能的影响泵浦功率越大,很显然放大器的增益越大,但一个泵浦光源的好坏,并不只是它所提供的功率的大小,还有它的增益系数即信号增益与泵浦功率的比值,增益系数大,才能充分利用泵源所提供的功率.而泵源的增益系数决定于它的泵浦波长,对掺铒光纤放大器来讲,可对其有效泵浦的波长有514.5nm,665nm,807nm,980nm,1480nm,对于泵浦波长为665nm或514nm的dye,Ar离子激光器,要想获得25dB以上的增益,则需要入纤的泵浦功率大于100mW,且由于Ar离子激光器等体积较大,操作繁琐,难以实用化,故这一泵浦波长已逐渐不被使用.泵浦波长为800nm的A1GaAs半导体激光器,虽然能提供较大的泵浦功率,但由于铒离子在这一泵浦能级上产生受激态吸收,故对于传输光来说,实际的入纤泵浦功率还是较低,所以,这一泵浦波长也逐渐被淘汰.目前,光纤放大器的泵浦源,趋向于利用泵浦波长为980nm及1480nm的半导体激光器.如图1所示,波长为980nm的泵浦源,是将铒离子从基态I泵浦到激发态I…,然后,铒离子从I.态上弛豫振荡至'I态上,再对传输光进行放大,1与'I两个能级差为3700cm,所以,泵浦到'I的铒离子能充分跃迁到I3,2,甩来放大传输光9R0nm的泵浦源是迄今为止增益系数很高的泵浦光源.1480nm的泵浦源,泵浦光和辐射光共用'IL3/Z~'~4I这两个能级,泵浦光上能级比自发辐射光的高约100cm~400cm,泵漳上能级与自发辐射上能级形成了玻尔兹曼分布,泵浦上能嘏的铒离子没有完全跃迁到自发辐射上能级,影响了光纤放大器的增益}曹性+随着泵浦波长越来越大于1480nm,泵浦上能级的铒离子数占总泵浦铒离子数的比倒越来越大,相当于实际入纤的泵浦功率逐渐减小,光纤放大器的增益越来越小.如当泵浦波长为1.51m,信号波长为1.535/~m时,这两个能级差为J00cm_.,泵浦能级与自发辐射上能级的铒离子数的比率为0.62(在室温).'@曲Ⅲmm70光子25卷'Il1980nm号'''T耋:ft530'I1alOcmII基亏'—产-1"-I.==?女'400cm_12f.=_r-L虽}o-8o~m---_1.I6ocmI上—Li一==:=??C===:='??===,图1铒离子能级图Fig.1EnergyleveldiagramofErion圈2掺铒光纤吸收谱Fig.2AbsorptionlossspectraofEr"一dopedfiber图3掺铒光纤吸收截面Fig.3AbsorptionCROSSsectionspectraosEr"一dopedfiber图2为电子部四十六所提供的阶跃型掺铒光纤的吸收谱,图3为它的吸收截面,利用图2,图3及前面所给的数学式,可以分别计算出不同泵浦功率及不同掺杂光纤长度下不同波长的信号光的增益系数随泵浦波长的变化,计算结果如图4至图7所示.在以上的计算中,po一8.9×10"ions/m,W=3.25m,A—A.=3.2.urn.r一1Ores,信号光的入纤功率为30ttW,在图4,图5中,泵浦光的入纤功率为20row,信号光的波长分别为1.525t~m和I.552t~m,掺铒光纤的长度从上至下分别为0.9m,1.9m,2.9m.器.0.0.器.0.臼0."o(10+囡0.0盘口一0∞∞●砷砷o0盘0—盘0砷a一1期安浩哲等.掺铒光纤放大器的优化设计71鞫点{厂\l{;{1.40—1.80pumpwavelength(m)l_60m)≥日∞已.当.冀暑U口';图5不同长度掺铒光纤增益系数与泵浦波长关系图.一1552m.P=20mWFig.5Gaincoefficientsas8functionofpumpwavelengthfordifferentEr一dopedfiberlength.一1.552ttm,P.一20mW光波长分别为1.525um和1.552um,泵浦功率从上至≥旦∞已苗.磐.譬皂8矗图6不同泵浦功率对的增益系数与泵浦波长关系圈7不同泵浦功率时的增益系数与泵浦波长关系圈.^=1.525~m,L一2.9m图.t:1.552~m.:2.9mFig.6GaincoefficientsasafunctionofpumpFig.7Gaincoefficientsasafunctionofpump wavelengthfordifferectpumppower.t—wavelengthfordifferectpumppower.:1?525~m,L2?9m1?525~m,一2?9m由图4,图5,可以看出,最佳泵浦波长为1.47m,在同一泵浦功率下,不同长度的掺铒光纤,在1.47/~m处的增益系数不同,存在一个最佳长度,它使得掺杂光纤的增益系数达到最大值,这个问题留到后面再加以详细讨论.不同波长的信号光在最佳泵浦波长处的增益系数也不相同,波长大的增益系数大.这是由于铒离子的泵浦能级与自发辐射上能级处于玻耳兹曼分布,信号光波长越长,泵浦能级与自发辐射上级级间的能量差就越大.被泵浦的铒离子用来放大信号光的粒子数就越多,所以增益系数就变大由图6图7可以看出,对于同一长度的掺铒光纤,泵浦功率越大,增益系数就越高.但随着泵浦功率的增加,增益系数趋向于一常数,故对于一给定长度的掺铒光纤,要台理地选择泵浦功率,既能够得到大的增益系数,又不浪费泵浦功率.72光子25卷3截止波长和和掺杂半径比对光纤放大器的影响掺铒光纤的截止波长,是保证光纤处于单模状态的重要参数,由于它与光纤的芯径等参数有关,所以它势必影响到掺杂光纤的增益特性.令一1.48pm,一 1.525pm,泵浦功率P一30mW,信号光功率P一30pW,掺铒光纤长工一lOm,An=0.0046,利用前面所给的数学式计算出在不同的掺杂半径比时的截止波长和信号增益的关系如图8所示.由图可看出,最佳截止波长为0.8m,并且,对于不同的掺杂半径比,增益也不同,掺杂半径比越小,增益就越大.这是由于泵浦光在光纤截面的分布是不均匀的,如图9所示.泵浦光功率在芯中心处最大,向芯子边缘逐渐减小,若泵浦光在r~-Ath 处的功率降至泵浦阈值,则在r>A.处的泵浦光将不能引起铒离子的反转分布,不能对信号光进行放大,浪费掉了一部分泵浦功率,所以减小掺杂半径比,使得泵浦光在整个掺杂区域的功率大于阈值,则泵浦光就被充分用来放大信号光,改善了放大器的增益特性.-喜;图8增益与截止波长的关系Fig.8Sig~algainasa:[unctionofcutoffwavelength图9光纤芯径内的功率分布Fig.9Powerenvelopesversusfibercoreradius4掺杂光纤的最佳长度.如前所述,对于给定的泵浦功率,掺铒光纤存在一个最佳长度,使它的增益为最大,这是由于泵浦光在掺铒光纤内被铒离子吸收,它的功率逐渐下降,当功率降至泵浦阈值以下时,就不能造成铒离子的反转分布,不仅对信号光无放大作用,相反,由于各种损耗,放大器的增益反而下降.而在此之前则是上升的.掺杂光纤的最佳长度由泵源入纤功率,光纤的掺杂半径比及光纤的掺杂浓度等所定.令po=8.9×lOUions/m,信号光的入纤功率P.一30pW,贝!I可计算出光纤的掺杂半径比和最佳长度关系如图10所示.图中的实线代表波长为1.552~n的信号光,虚线代表波长为1.525~n的信号光,同一波长的曲线,从上至下分别代表30mW和20mW的泵浦功率.掺杂半径越大,最佳长度就越小,并且它的最大增益也越小.掺杂光纤的最佳长度也与掺杂浓度有关,在掺杂浓度不太大的情况下(po<6×10z'),浓度与最佳长度有以下关系,工0pI()Po.=L~(po)Po(16)令A/A=0.75,信号光入纤功率为30pW,由上式可得掺铒光纤的最佳长度与它的掺杂浓度关系如图l1所示.图中的实线,虚线分别代表波长为1.552pm和1.525pm的信号光,同一波长的信号光曲线从上至下分别代表30mW,20mW的泵浦功率.^号I)§Il目3景^目1fv-,号暑1期安浩哲等.掺铒光纤放大器的优化设计73图10掺杂半径比和最佳长度的关系口Fig.10OpticallengthasafunctionofvariousEr—dopedradiusratio图l1最佳长度与掺杂浓度关系图Fig.11OptimallengthasafunctionofErconcentration5结束语本文分析了1.48/~m泵浦波段的掺铒光纤放大器的各个参数对放大器增益特性的影响,目前来看,光纤放大器的泵浦入纤功率还是较低的,所以,合理地设计放大器,充分利用有效的入纤泵浦功率,是非常重要的参考文献1DesurvireE,SimpsonJR.AmplificationofSpontaneousEmissioninErbium—DopedSingle—ModelFibersA.JournalofLightwaveTechnology.1989,7(5):835~8452GilesC.R,DesyrvireE?ModelingErbium—DopedFiberAmplifiersJournalofLightwaveTechnology.1991.9(2)271～2833NakazawaM,KimuraY,SuzukiK.EfficientEr一dopedopticalfiberamplifierpumpedbya148mInGaAsplaserdipde.ApplPhysLett.198954(4):205～2974DesurvierE,GilesC.R?andSimpsonJR.GainSaturationEffectsinHigh—Speed,MultichannelErbium—DopedFiberAmp]ifersat^一1.53t~m.JournalofLightwaveTechnology19897(12):2095~21045OhashiM,TsubokawaM.OptimalParameterDesignofEr"一DopedFiberforOpticalAmplifiers.IEEEPhotonicsTechnologyLetters19913(2)121～1236KimuraY,SuzukitNakazawaM.Pumpwavelengthdependenceofthegainfactorin1.48gm pumpedEr".dopedfiberamplifiers.ApplPhsLett199056(17)1611～16l37ZyskindJLtGilesCR,DesurvireE,SimpsonJR.OptimalPumpWacelengthintheljs/2-41ⅢAbsorptionBandfor EfficientEr"dopedFiberAmplifiersIEEEPhotonicsTechnologyLetters,19891(12)￡428～4308DesurvireE5ZyskindJL,GilesC.R.DesingOptimizationforEfficientErbium—DopedFiberAmplifiers.JournalofLightwaveTechnology.19908(11):1730~17419MorkelPR+LamingRI.Theoreticalmodelingoferbium-dopedfiberamplifierswithexcite d—stateabsorption.ODticsLetters,198914(10):1062～i064一一日v暑呈【W一盖.74光子25卷DESIGNoPTIMIZATIoNFoRERBIUM—DoPEDFIBERAMPLIFIERSAnHaozhe,PangY ong,JiangPeixuan,WuTie,WangJunhua,XuDaxiong OpticalCommunicationGroup,DepartmentofRadioEngineering,BeltingUnbofPostsand TelecommunicationsP.0.Box.190Beqing100088Receiveddate:19940315 AbstractThispapertheoreticallyanalyzesaseriesoftopicsonthedesignoptimizationforerbi um—dopedfiberamplifiers.Byanalyzingtheabsorptionspectraoftheerbium~lopedfibersprovid edbythe46thinstitute,wecalculatethetheoptimalpumpingwavelengthunderdifferenterbium—dopedfiberlengthanddifferentlaunchingpumpingpower,respectively.Wealsotheoreticallyanalyzeth eoptimalcutoffwavelengthforvariouserbium—dopedradiusratioandtheoptimalerbiumdopedfiberlengthfor variousEr—dopedradiusratioanddopantconcentration.KeywordsOpticalfiber;Pump;Cutoffwavelength;Spontaneousemission;Stimulatedemis sionAnHaozhereceivedtheB.S.degreeinphysicsfromDepartmentof physicsofJilinUniversityinJuly1989.HereceivedtheM.S.degreein electronicsengineeringfromDepartmentofRadioEngineeringof BeijingUniversityofPostsandTelecommunicationsin1991.Nowheis workingtowardthePh.D.degreeinBUPT.Hisresearchinterestis erbium—dopedopticalfiberamplifiers.。
(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 fiberamplifierAbstract：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 typesof optical amplifiers and erbium-doped fiber amplifier operating principlewas introduced. Focus on the erbium-doped fiber amplifier in a modern optical fiber communication system should be shipped.Keywords:Fiber 、Optical Fiber Communication 、Erbium-dopedfiber 、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。
掺铒光纤放大器实验报告
掺铒光纤放大器实验报告引言掺铒光纤放大器是一种能够放大光信号的器件，利用掺杂有铒离子的光纤来实现放大功能。
本报告旨在介绍掺铒光纤放大器的实验原理、实验步骤以及实验结果分析。
实验原理掺铒光纤放大器利用了铒离子的特殊性质，当铒离子被激发时，会发射出特定波长的光子。
这些光子可以与输入的光信号发生相互作用，使信号得到放大。
掺铒光纤放大器由激发源、光纤和光探测器组成。
实验步骤1. 准备工作首先，我们需要准备实验所需的材料和设备，包括掺铒光纤、光源、光探测器、光纤连接器等。
确保实验环境光线较暗，以避免干扰。
2. 搭建实验装置将光源和光探测器与掺铒光纤分别连接起来，注意保持光纤的连接质量，以免信号损失。
可以使用光纤连接器来简化连接过程。
3. 测量初始光功率在实验开始之前，需要测量输入光源的初始光功率，并记录下来。
这可以作为后续实验结果的参考。
4. 开始实验将输入光信号通过掺铒光纤放大器，并让光信号在光纤中传输一段距离。
可以使用光纤延长器来延长传输距离。
5. 测量输出光功率在光信号通过掺铒光纤放大器后，使用光探测器测量输出光功率，并记录下来。
比较输出光功率与初始光功率的差异，可以评估掺铒光纤放大器的放大效果。
6. 数据分析根据实验结果，我们可以对掺铒光纤放大器的性能进行评估和分析。
可以计算放大倍数、增益和信噪比等指标，以判断实验的成功与否。
实验结果和讨论根据我们的实验数据，我们观察到输出光功率明显高于输入光功率，这表明掺铒光纤放大器成功地将光信号进行了放大。
通过计算，我们得到了放大倍数为X，增益为Y。
此外，我们还注意到放大过程中的信噪比有所下降，这可能是由于光纤传输过程中的损耗导致的。
在实验过程中，我们还发现了一些潜在的问题。
例如，光纤连接质量的影响、光源的稳定性和光探测器的灵敏度等。
这些因素可能会对实验结果产生一定的影响，需要进一步研究和改进。
结论通过本次实验，我们成功地搭建了一个掺铒光纤放大器实验装置，并进行了实验数据的测量和分析。
掺铒光纤激光器的设计
2 掺铒光纤激光器的设计一、实验目的1、完成环形腔掺铒光纤激光器谐振腔的设计，通过选择环形腔中耦合器的不同耦合比，优化设计激光器的阈值特性和输出效率。
2、通过使用不同滤波特性的滤波器，完成环形腔掺铒光纤激光器输出纵模特性的设计和选择。
3、完成光纤激光器的构建，并进行相关性能参数的测试。
二、实验原理1.掺铒光纤(EDF)与掺铒光纤放大器(EDFA)当泵浦光通过掺杂光纤中的稀土离子（Er3+、Nd3+、Tm3+、Yb3+等）时，稀土离子吸收泵浦光，使稀土原子的电子激励到较高激发态能级，从而实现通常所说的粒子数反转。
反转后的高能态粒子在外界光场的诱使下，以光辐射的形式从高能级转移到基态，完成受激光辐射。
图2.1铒粒子能级图掺铒光纤在0.5～1.6μm 波长范围内有几个吸收峰，分别对应的铒离子能级（铒离子能级图如图 2.1所示）是0.5～0.60μm （2/1132/154~H I ）、0.63μm（2/942/154~F I ）、0.8μm μm （2/942/154~I I ）、0.98μm （2/1142/154~I I ）和1.48μm（2/1342/154~I I ）直接吸收峰。
掺铒光纤放大器主要由波分复用器、大功率泵浦激光器、光隔离器和掺铒光纤构成。
根据泵浦光和信号光传播方向的相对关系, 掺铒光纤放大器的结构可分为正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦三种形式。
EDFA 是利用掺铒光纤中掺杂的稀土离子在泵浦光(波长980nm 或1480nm ) 的作用下, 形成粒子数反转, 产生受激辐射, 辐射光随入射光的变化而变化, 进而对入射光信号提供光增益。
其放大范围为1530～ 1565 nm , 增益谱比较平坦的部分是1540～ 1560nm , 几乎可以覆盖整个1550nm工作窗口。
2.掺铒光纤激光器(EDFL)掺铒光纤激光器是在掺铒光纤放大器技术基础上发展起来的。
目前掺稀土元素光纤激光器的研究受到了世界各国的普遍重视，成为国际激光器技术研究领域一个十分活跃的前沿研究方向。
掺铒光纤放大器 第2部分：L波段掺铒光纤放大器-最新国标
掺铒光纤放大器第2部分：L波段掺铒光纤放大器1范围本文件界定了掺铒光纤放大器（以下简称为“EDFA”）的术语和定义、分类；规定了L波段和扩展L波段EDFA技术要求、测试方法、可靠性试验、电磁兼容试验、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于光通信系统中所用的L波段和扩展L波段EDFA的设计、开发、生产和检验。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。
GB/T191包装储运图示标志GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T9254.1-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分：发射要求GB/T15972.48-2016光纤试验方法规范第48部分：传输特性和光学特性的测量方法和试验程序偏振模色散GB/T16849-2023光放大器总规范GB/T16850.1光放大器试验方法基本规范第1部分:功率和增益参数的试验方法GB/T16850.3光放大器试验方法基本规范第3部分:噪声参数的试验方法GB/T16850.5光放大器试验方法基本规范第5部分:反射参数的试验方法GB/T16850.6光放大器试验方法基本规范第6部分:泵浦泄漏参数的试验方法GB/T26572电子电气产品中限用物质的限量要求GB/T39560（所有部分）电子电气产品中某些物质的测定YD/T1766-2016光通信用光收发合一模块的可靠性试验失效判据YD/T3127-2016混合光纤放大器SJ/T11364-2014电子电气产品有害物质限制使用标识要求IEC60825-1激光器产品防护第1部分：设备分类和技术要求(Safety of laser products-Part 1:Equipment classification and requirements)IEC61290-10-4光放大器-测试方法-第10-4部分：多波道参数-光谱仪内插减源法（Optical amplifiers-Test methods-Part10-4:Multichannel parameters-Interpolated source subtraction method using an optical spectrum analyzer）ITU-T G.691传输媒质的特性－光部件和子系统的特性（Transmission media characteristics –Characteristics of optical components and subsystems）ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2023静电放电敏感度试验-人体放电模型（HBM）组成等级（For Electrostatic Discharge Sensitivity Testing-Human Body Model(HBM)Component Level Telcordia GR-63-CORE：2012网络设备建造系统(NEBS)要求：物理保护(Networkequipment-building system(NEBS)Requirements:Physical Protection)Telcordia GR-418-CORE：1999光纤传输系统通用可靠性保证要求(Generic Reliability Assurance Requirements for Fiber Optic Transport Systems)Telcordia GR-468-CORE：2004电信设备用光电子器件通用可靠性保证要求(GenericReliability Assurance Requirements for Optoelectronic Devices Used in Telecommunications Equipment)Telcordia GR-1312-CORE：1999光纤放大器和专有波分复用系统总规范（Generic Requirements for Optical Fiber Amplifiers and Proprietary Dense Wavelength-Division Multiplexed Systems）3术语和定义GB/T 16849-2023界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
掺铒光纤放大器实验
实验十二掺铒光纤放大器实验实验目的：1. 理解掺铒光纤放大的原理；2. 学习Optisystem 软件的使用；3. 加深对光放大技术的认识。
实验仪器：1. Optisystem 软件实验原理：1. EDFA的概念EDFA采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大。
信号光与波长较其为短的光波(泵浦光)同沿光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的稀土元素离子吸收而使其跃迁至更高能级，并可通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。
信号光沿光纤长度得到放大，泵浦光沿光纤长度不断衰减。
泵浦波长可以是520、650、800、980、1480nm,波长短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。
2. 掺铒光纤放大器的基本结构掺铒光纤：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上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。
半导体泵浦二极管：为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。
波分复用耦合器：将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。
光隔离器：使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。
EDFA 的三种泵浦方式进行比较:同向泵浦(前向泵浦)型：好的噪声性能 反向泵浦(后向泵浦)型：输出信号功率高双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦源高3dB ，且放大特性与信号传输方向无关实验内容：增益G 是描述光放大器对信号放大能力的参数。
定义为：G 与光放大器的泵浦功率、掺杂光纤的参数和输入光信号有很复杂的关系。
用Optisystem 软件完成如下测量。
1. 增益对输入光功率的依存关系2. 增益G 与输入光波长的关系3. 小信号增益随泵浦功率的关系4. 小信号增益随EDF 长度的关系实验报告要求：根据实验内容，完成器件选择与数据测量，绘图并对实验现象进行分析。
附：。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。