国内武邮院与华中科技大学合作成功地研制开发了在光网络中的关键器件--半导体光放大器,并很快实现了产品化,成为继Alcatel公司之后能够批量供应国际市场应用于光开关的半导体光放大器的供货商,这标志着我国自行研制的应变量子阱器件迈出了商品化生产的关键一步。但半导体光放大器与掺铒光纤放大器相比存在着噪声大、功率较小、对串扰和偏振敏感、与光纤耦合时损耗大,工作稳定性较差等缺陷,迄今为止,其性能与掺铒光纤放大器仍有较大的差距。又由于半导体光放大器覆盖了1300~1600nm波段,既可用于1300nm窗口的光放大器,也可以用于1550nm窗口的光放大器,且在DWDM多波长光纤通信系统中,无需增益锁定,那么它不仅可作为光放大器一种有益的选择方案,而且还可以促成1310nm窗口DWDM系统的实现。光放大器主要有3种: 光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。石岩光放大器应用
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???。石岩光放大器应用EDFA的优点是噪声系数较低,各个信道间的串扰极小,可级联多个放大器。
DWDM系统既可用于陆地与海底干线,也可用于市内通信网,还可用于全光通信网。但DWDM系统在带来巨大好处的同时也给系统设计、器件更新等方面带来了极大的挑战。对新型光放大器的需求更是这些挑战中较关键的一项。光放大器技术具有对光信号进行实时、在线、宽带、高增益、低噪声、低功耗以及波长、速率和调制方式透明的直接放大功能,是新一代DWDM系统中不可缺少的关键技术。该技术既解决了衰减对光网络传输距离的限制,又开创了1550nm波段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。
掺饵光纤放大器(EDFA)主要由合波器WDM、泵浦激光器(大功率LD)、光隔离器和掺铒光纤(长10~30m)构成。EDFA的研制成功,是光通信发展的一个“里程碑”。它的出现打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制,使全光通信距离延长至上千公里,为光纤通信带来了突破性的变化。掺铒光纤放大器主要由掺铒光纤、泵浦光源、耦合器、光隔离器等组成。有同(前)向泵浦、反(后)向泵浦和双向泵浦3种泵浦方式,其区别在于信号光与泵浦光的注入方向不同。同向泵浦也称为前向泵浦,它的信号光与泵浦光以同一方向从掺铒光纤的输入端注入。反向泵浦也称为后向泵浦,它的信号光与泵浦光以两个不同方向注入进掺铒光纤。双向泵浦就是同向泵浦与反向泵浦合并的方式。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。
通过对目前DWDM光传输系统中广泛应用的三种放大器的比较,我们不难看出,SOA由于其体积小、结构简单、成本低、易于集成,因而发展很快,在技术上已比较成熟。但是,迄今为止,其性能与EDFA相比仍有较大差距。SOA虽然失去了原有放大器领域的作用,但却在波长变换、高速光开关、光复用/解复用领域大放异彩。FRA由于采用分布式放大,因此可以补偿色散补偿器件带来的损耗,同时可以避免非线性效应,FRA能在EDFA所不能放大的波段实现放大,既能在全波长范围内放大光信号,又特别适用于超长距离传输和海底光缆通信等不方便设立中继器的场合,因而倍受欢迎,已成为研发热点,并随着瓦级的泵浦激光器小型化、商用化而进入实用化,成为继EDFA之后的又一颗璀璨明珠。EDFA由于其工作波长恰好与光纤通信比较好窗口(1540nm)相吻合,并且,其技术开发和商品化较成熟,因而是目前较令人满意的光放大器。总之,高增益、大输出功率、低噪声系数是EDFA、SOA和FRA的共同发展方向。SOA的缺点:具有对信号光偏振敏感的特性。宝安高增益光放大器使用方法
光放大器就是光纤通信系统中能对光信号进行放大的一种子系统产品。石岩光放大器应用
在光纤接入网中,在DWDM传输系统、光纤CATV和光纤接入网中有着较广的应用。尽管用户系统的距离较短,但用户网的分支太多,需要用光纤放大器来提高光信号的功率以补偿光分配器造成的光损耗和提高用户的数量,降低用户网的建设成本。在光纤CATV系统中,随着其规模的不断扩大,其链路的传输距离不断增长,光路的传输损耗也不断增加,将光纤放大器应用在光纤CATV系统中不但可提高光功率,补偿链路的损耗,增加光用户终端,而且简化了系统结构,降低了系统成本,加快了光纤CATV的发展。石岩光放大器应用
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