常规光纤放大器就是利用传输光纤制作的光放大器,它是利用光纤的三阶非线性光学效应产生的增益机制对光信号进行放大。其特点是传输线路和放大线路同为光纤,是一种分布参数式的光放大器。其主要的缺点是由于单位长度的增益系数较低,需要很高的泵浦光功率。这类器件中光纤拉曼放大器是其中的佼佼者,它具有在1270~1670nm全波段实现光放大和利用传输光纤作在线放大的优点。稀土掺杂光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子(如铒、镨、铥等)作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的。掺铒光纤放大器的增益带较宽,覆盖S、C、L频带;掺铥光纤放大器的增益带是S波段;掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近。光放大器极大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。深圳高稳定性光放大器推荐货源
E2能级因为是处于亚稳态,可以在一段时间内保持住该能级上的粒子,使得在E2和E1之间实现粒子数的反转分布状态(关于粒子数的反转分布状态我们在前面的笔记已经介绍过,就是指物质的粒子分布一反常态,使得高能级粒子数反而多,而低能级粒子数反而少)。这时候,如果有一个外来光子的激发,而这个光正好是将要被放大的光信号,此时的光信号是弱光,里面所包含的光子数比较少,而这样射入的光子,在E2和E1之间作为一个外来的激发光子,会在反转分布状态的E2和E1之间实现受激辐射的过程大于受激吸收的过程,产生新的全同光子,从而实现光的放大,那么从物质中输出来的光就是强光了。这就是掺铒光纤放大器的工作原理。深圳低噪声光放大器服务电话EDFA也称为掺铒光纤放大器,是一种特殊的光纤。
要使各信道上的增益偏差处于允许范围内,放大器的增益就必须平坦,而使光纤放大器增益平坦技术大体有两种途径:其一是"增益均衡技术";其二是"光纤技术"。"增益均衡技术"是利用损耗特性与放大器的增益波长特性相反的增益均衡器来抵消增益的不均匀性,这种技术的关键在于放大器的增益曲线和均衡器的损耗特性精密吻合,使综合特性平坦;现阶段实用化的固定式增益平坦控制技术主要有光纤光栅技术和介质多层薄膜滤波器技术等。但随着多通道(>80Ch)、高速率(>40Gbit/s)、长距离光纤传输系统的发展,对光纤放大器的增益平坦控制技术提出了更高的要求,这就需要研制动态增益可调的增益平坦滤波器。
EDFA的放大原理与雷射产生原理类似,光纤中参杂的稀土族元素Er(3+)其亚稳态(meta-stablestate)和基态(groundstate)的能量差相当于1550nm光子的能量、当吸收适当波长的泵浦光能量(980nm或1480nm)后,电子会从基态(跃迁到能阶较高的激发态(excitingstate),接着释放少量能量转移到较稳定的亚稳态、在泵浦光源足够时铒离子的电子会发生居量反转(populationreverse),即高能阶的亚稳态比能阶低的基态电子数量多、当适当的光信号通过时,亚稳态电子会发生受激辐射效应,放射出大量同波长光子、但因为存在振动能阶,所以波长不是单一而是一个范围,典型值为1530~1570nm。很早研究掺铒光纤放大器的是英国南安普敦大学。
现代光放大器中较早出现的是半导体光放大器(SOA)。它的基本结构、原理和特性与半导体激光器非常相似。它们工作原理都是基于激光半导体介质固有的受激辐射光放大机制,所不同的在于SOA去掉了构成激光振荡的谐振腔,并且SOA是由电流直接激励驱动的。半导体光放大器的优点是尺寸小、频带宽、增益高;但缺点是与光纤的耦合损耗太大、易受环境温度的影响、工作稳定性较差。但半导体光放大器容易集成,适宜同光集成和光电集成电路结合使用。通常光半导体放大器分为两大类:一种是将普通半导体激光器用作光放大器,称为法布里——泊罗(F-P)半导体激光放大器(FPA),另一种是在F-P激光器的两个端面上涂上抗反射膜,以获得宽频、低噪的高输出特性。由于这种放大器是在光行进过程中对光进行放大的,故被称为行波式光放大器。由于半导体光放大器的工作原理决定了其放大增益不是很高,因此半导体放大器在现代光通信系统中作为纯粹功率放大应用较少,它更多的是被用作高速通信网中光开关、光复用/解复用器和波长变换器等光信号处理???。当泵浦功率达到一定值时,放大器的功率增益出现饱和。深圳高稳定性光放大器推荐货源
EDFA的优点是增益高,通常为10~35 dB,且在较宽的波段内提供较为平坦的增益。深圳高稳定性光放大器推荐货源
半导体光放大器一般是指行波光放大器,工作原理与半导体激光器相类似。其工作带宽是很宽的。但增益幅度稍小一些,制造难度较大。这种光放大器虽然已实用了,但产量很小。光放大器在其传输路径内采用光放大器的一种WDM光传输系统中,用于监视并控制放大器运行并从数据传输中作光谱分离的一个监控信号信道,可以与数据复用。披露了一种放大器的结构,它能随传输系统为增加数据处理能力的升级而升级,例如增加波段内和/或沿反方向的数据传输,但不必断开通过该放大器的准备升级的数据传输路径。这种结构是使用信道分出和插入滤波器来实现的,这些滤波器的配置,要使放大的数据传输路径伸延,通过这些滤波器的分出/插入信道。深圳高稳定性光放大器推荐货源
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