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掺铒光纤放大器增益平坦强化性能研究.ppt

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掺铒光纤放大器增益平坦强化性能研究.ppt
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掺铒光纤放大器增益强化性能研究报告,,1.EDFA的简单介绍,EDFA是掺铒光纤放大器英文“Erbium-doped Optical Fiber Amplifier”的缩写,是对信号光放大的一种有源光器件。 EDFA可以使长途通信中的光信号不必经过“光-电-光”的转换,而直接在光域中进行放大。因此,成本降低,设备简化,维护方便,也消除了传输过程中的“电子瓶颈”,实现了“光—光”的全光传输,它的诞生是光纤通信领域革命性的突破,它使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能,是DWDM(密集波分复用)系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。,2.EDFA结构图,1、掺铒光纤(EDF)2. 光耦合器(WDM)3. 光隔离器(ISO)4. 光滤波器(Optical Filter)5. 泵浦源(PumPing Supply),摘自百度图片,3.EDFA原理图,三能级系统:,:,泵浦光 980 nm,,,,,,,,,,,跃迁,亚稳态,,,,信号光1550 nm,,受激放大光1550 nm,基态,基态,激发态,,4.影响EDFA增益的因素,(1)掺铒光纤的长度(2)掺铒光纤的Er3+ 浓度(3)信号光功率大小(4)泵浦光波长(5)温度(6)泵浦方式(7)光纤工艺的变化,(1)掺铒光纤的长度,泵浦功率和信号光功率一定的情况下,开始阶段功率增益随掺饵光纤长度的增加而上升,当光纤长度达到一定值后,增益不再增加,反而逐渐下降。这是由于泵浦光激发基态粒子到上能级,信号光通过受激辐射实现放大,而泵浦光沿着掺饵光纤传输,因受激吸收而不断衰减,导致反转粒子数不断减少,当长度超过一定长度,泵浦光就不能让信号光得到充分的放大,同时信号光能量也被吸收,则增益下降。,(2)掺铒光纤的参杂浓度,在相同掺杂半径及泵浦功率下,掺杂浓度较低时,功率增益随掺杂浓度增加。在此条件下得最佳掺饵浓度为1.13e+25/m,超过最佳浓度时,掺饵浓度越大,增益几乎呈线性下降,其原因是饵离子浓度过大,会发生消光现象。因此,把握好适当的掺饵浓度.对生产EDFA有重要的作用。,(3)输入信号光功率大小,图5为增益与输入信号功率的关系曲线。在泵浦光功率为100mW、掺饵光纤长度为5m、输入信号波长1550nm时信号功率从0开始增加,增益急剧下降,随着输入信号功率的增加,功率增益逐渐趋于1,对信号无放大。即泵浦条件一定的情况下,当信号功率非常大时,泵浦功率不足以使输入信号完全实现粒子数反转.增益就会出现下降.放大器增益趋于1.,(4)泵浦光波长,,(5)温度,相同EDFA不同温度下的增益数值,(6)泵浦方式,泵浦方式不同对应的增益曲线不一样。对于相同的泵浦波长,三种泵浦方式比较,双向泵浦产生的增益效果最好,但是NF偏大。,(7)光纤工艺的改进,比如在EDF中掺杂Yb3+等工艺上的改进,,谢谢!,
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