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光纖放大器是實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的一種新型全光放大器

2022-05-27      2036
  光纖放大器是指運(yùn)用于光纖通信線路中,實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的一種新型全光放大器。根據(jù)它在光纖線路中的位置和作用,一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光放大器(SOA)相比較,OFA不需要經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生等復(fù)雜過(guò)程,可直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行全光放大,具有很好的“透明性”,特別適用于長(zhǎng)途光通信的中繼放大。
 
  光纖放大器是通過(guò)激光器提供的直流光激勵(lì),使通過(guò)的光信號(hào)得到放大。傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)是采用光—電—光再生中繼器,這種中繼設(shè)備影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,為去掉上述轉(zhuǎn)換過(guò)程,直接在光路上對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大傳輸,就要用一個(gè)全光傳輸型中繼器來(lái)代替這種再生中繼器。適用的設(shè)備有摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻鐠光纖放大器(PDFA)、摻鈮光纖放大器(NDFA)。目前光放大技術(shù)主要是采用EDFA。
 
  EDFA主要由有源媒質(zhì)(幾十米左右長(zhǎng)的摻餌石英光纖,芯徑3-5微米,摻雜濃度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nmLD)、光耦合器及光隔離器等組成。信號(hào)光與泵浦光在鉺光纖內(nèi)可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或兩個(gè)方向(雙向泵浦)傳播。當(dāng)信號(hào)光與泵光同時(shí)注入到鉺光纖中時(shí),鉺離子在泵光作用下激發(fā)到高能級(jí)上,并很快衰變到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)上,在入射信號(hào)光作用下回到基態(tài)時(shí)發(fā)射對(duì)應(yīng)于信號(hào)光的光子,使信號(hào)得到放大。
 
  光放大器主要有三類:
 
  (1)半導(dǎo)體光放大器;
 
  (2)摻稀土元素(鉺Er、銩Tm、鐠Pr、銣Nd等)的光纖放大器,主要是摻鉺光纖放大器,還有摻銩光纖放大器〔TDFA)及摻鐠光纖放大器(PDFA)等;
 
  (3)非線性光纖放大器,主要是光纖喇曼放大器。
 
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