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光纤放大器的原理及分类

时间:2023-06-08 来源:

  什么是光纤放大器?

  光纤放大器是一种新型的全光放大器,用于光纤通信线路,实现信号放大。根据其在光纤线路中的位置和功能,一般分为三种:中继放大、外部放大和功率放大。与传统的半导体激光放大器相同(SOA)相比之下,OFA可以直接放大信号,具有良好的“透明度”,特别适用于远程光通信的中继放大,无需经过光电转换、电光转换、信号再生等复杂过程。可以说,OFA为实现全光通信奠定了技术基础。

  光纤放大器的分类

  光纤放大器是一种新型的全光放大器,可以放大信号。根据其在光纤线路中的位置和功能,一般可分为三种类型:中继放大、外部放大和功率放大。与传统的半导体激光放大器相比,OFA可以直接放大信号,无需经过光电转换、电光转换、信号再生等复杂过程,具有良好的“透明度”,特别适合远程光通信的中继放大。

  光纤放大器原理三

  光纤放大器技术是将能产生激光的稀有元素混入光纤芯中,通过激光提供的DC光鼓励放大通过的光信号。传统的光纤传输系统选择光-电-光再生中继器,影响系统的稳定性和可靠性。为了去除上述转换过程,直接放大光路上的信号传输,有必要用全光传输中继器代替这种再生中继器。

  混合光纤放大器(EDFA)工作原理

  1.如图所示,EDFA基本模型主要由掺合光纤、泵源、隔离器、合波器、耦合器、探测器和控制电路组成。

  其中,掺光纤是放大器的基础和关键设备;泵源的作用是为掺光纤提供能量,并将基态的离子(Er3))对1550nm波段光信号进行放大,鼓励高能态,导致粒子数翻转,进而产生受激辐射,完成1550nm波段光信号的放大。.现在广泛使用的泵源是980nm的LD;隔离器主要用于避免放大器的自激振荡:合波器的作用是将泵浦光莲藕结合到混合光纤中:耦合器将部分信号光提供给探测器,从而实时监控放大器的运行状态。

  2.EDFA的放大原理与雷射产生原理相似,光纤中掺杂的稀土元素Er(3))在吸收适度波长的泵浦光能量(980nm或1480nm)后,其亚稳态和基态的能量差等于1550nm光子的能量,电子将从基态转移到能阶较高的激发状态,然后释放少量的能量转移到较稳定的亚稳态,当泵浦光源充足时,离子电子会出现居量翻转,即高能阶的亚稳态比能阶较低的基态电子数量较大。当适当的光信号通过时,亚稳态电子会产生受激辐射效应,放射大量同波长光子,但由于存在振动能阶,波长不是单一的,而是5型值,典型值为30。


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