光放大器的優(yōu)勢

光纖放大器不但可對光信號進(jìn)行直接放大，同時還具有實時、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新一代光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件；當(dāng)泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)程度很高，并可認(rèn)為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數(shù)保持不變，放大器的增益將達(dá)到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。由于這項技術(shù)不僅解決了損耗對光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與距離的限制，更重要的是它開創(chuàng)了C＋L波段的波分復(fù)用，從而將使超高速、超大容量、超長距離的波分復(fù)用（WDM）、密集波分復(fù)用（DWDM）、全光傳輸、光孤子傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實，是光纖通信發(fā)展史的一個劃時代的里程碑。

光放大器的分類

在目前實用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA）、半導(dǎo)體光放大器（SOA）和光纖喇曼放大器（FRA）等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)等領(lǐng)域。光隔離器的作用是抑制光反射，以確保放大器工作穩(wěn)定，它必須是插進(jìn)損耗低，與偏振無關(guān)，隔離度優(yōu)于40dB。

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不同類型光纖放大器介紹

EDFA的結(jié)構(gòu)

泵浦光由半導(dǎo)體激光器(LD)提供，與被放大信號光一起通過光耦合器或波分復(fù)用耦合器注入摻餌光纖(EDF)。光隔離器用于隔離反饋光信號，提高穩(wěn)定性。光濾波器用于濾除放大過程中產(chǎn)生的噪聲。當(dāng)輸進(jìn)光弱時，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供給，因而，受激輻射就能維持達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭?。為了提高EDFA的輸出功率，泵浦激光亦可從EDF的末端(放大器輸出端)注入，或輸入輸出端同時注入，

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光纖放大器

增益與摻鉺光纖長度的關(guān)系

EDFA的增益還跟輸進(jìn)光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3 的濃度都有關(guān)系，如小信號輸進(jìn)時的增益系數(shù)大于大信號輸進(jìn)時的增益系數(shù)。當(dāng)輸進(jìn)光弱時，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供給，因而，受激輻射就能維持達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭?。?dāng)輸進(jìn)光變強(qiáng)時，由于高能位的電子供給不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現(xiàn)飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長，3 dB飽和輸出功率也就越大。在給定輸入泵浦光功率時，隨著信號光和ASE光的增大，上能級粒子數(shù)的增加將因不足以補(bǔ)償消耗而逐漸減少，增益也將不能維持初始值不變，并逐漸下降，此時放大器進(jìn)入飽和工作狀態(tài)，增益產(chǎn)生飽和。其次與當(dāng)Er3 的濃度超過一定值時，增益反而會降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。

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