光纖放大器的工作原理

摻鉺光纖放大器的工作原理

Er3 能級(jí)圖及放大過程：摻鉺光纖放大器之所以能放大光信號(hào)的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基態(tài)4I15/2躍遷至處于高能級(jí)的泵浦態(tài)，對(duì)于不同的泵浦波長電子躍遷到不同的能級(jí)，當(dāng)用980nm波長的光泵浦時(shí)，如圖15-1所示，Er＋3從基態(tài)躍遷至泵浦態(tài)4I11/2。由于泵浦態(tài)上的載流子的壽命只有1μs，電子迅速以非輻射方式由泵浦態(tài)豫馳至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子不斷累積，從而實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。當(dāng)有1550nm的信號(hào)光通過已被激發(fā)的鉺光纖時(shí)，在信號(hào)光的感應(yīng)下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子以收集受激輻射的方式躍遷到基態(tài)，同時(shí)釋放出一個(gè)與感應(yīng)光子全同的光子，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。在放大過程中，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子也會(huì)以自發(fā)輻射的方式躍遷到基態(tài)，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子也會(huì)被放大，這種放大的自發(fā)輻射（ASE: Amplified Spontaneous Emission）會(huì)消耗泵浦光并引入噪聲。光放大器應(yīng)用在BOTDR系統(tǒng)隨著光纖傳感及信息處理等科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BOTDR技術(shù)也得到了長足的發(fā)展并日益成熟，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。

為什么使用光線放大器

在光纖放大器實(shí)用化以前，為了克服光纖傳輸中的損耗，每傳輸一段距離都要進(jìn)行“再生”，即把傳輸后的弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過放大、整改后，再去調(diào)制激光器，生成一定強(qiáng)度的光信號(hào)，即所謂的O—E—O光電混合中繼。但隨著傳輸碼率的提高，“再生”的難度也隨之提高，于是中繼部分成了信號(hào)傳輸容量擴(kuò)大的“瓶頸”。光纖放大器的出現(xiàn)解決了這一問題；光纖放大器KG-SOA系列半導(dǎo)體光放大半導(dǎo)體光放大器(SOA）是由有源區(qū)與無源區(qū)構(gòu)成，有源區(qū)為增益區(qū)。

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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(hào)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(hào)，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。光纖放大器EDFA的原理EDFA的泵浦過程需要使用三能級(jí)系統(tǒng)，如圖1所示。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(shí)注入，

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光纖放大器

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摻鉺光纖放大器級(jí)聯(lián)的改進(jìn)

之所以采用摻鉺光纖放大器級(jí)聯(lián)的方式，一是插進(jìn)兩級(jí)間的光隔離器有效地抑制了第二段EDF的反向自發(fā)輻射(ASE)，使其不能進(jìn)進(jìn)首段EDF，減少了泵浦功率在反向ASE上的消耗，使泵浦光子更有效地轉(zhuǎn)換成信號(hào)光能量；康冠光電擁有先進(jìn)的技術(shù)，我們都以質(zhì)量為本，信譽(yù)高，我們竭誠歡迎廣大的顧客來公司洽談業(yè)務(wù)。二是分為兩級(jí)后，各自的增益可以任意分配，可以根據(jù)不同的增益要求和應(yīng)用環(huán)境改變相應(yīng)的增益。