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| 摻鐠光纖放大器 |
PDFA是1300nm波長工作的光纖放大器,它是一種准4能級系統。
簡介
光纖放大器是一種對光纖傳輸系統中的光信號進行直接在線光放大的器件。它不僅結構簡單,與系統連接方便,而且它的耦合效率和能力轉換效率高,有很大的帶寬潛力。另外,由於光纖介質的激光損耗閾值遠大於半導體材料,因此光纖放大器可用來取代光纖通信系統中傳統的電子中繼器或作為接收機的前置放大器,以提高接收機的靈敏度和信噪比,增加通信距離。目前的光纖放大器主要有4種:消逝波耦合光纖放大器、晶體光纖放大器、受激散射光纖放大器、稀土摻雜光纖放大器。其中摻雜光纖放大器(RDFA)是在光纖的纖芯中摻入能產生光子的稀土元素,通過稀土元素的作用,將激光二極管LD泵浦發出的光能量轉化到信號光上,可實現對信號光的直接放大,具有實時、寬帶、在線、低損耗的全光放大功能。
評價
RDFA有3種基本結構:前向泵浦、後向泵浦和雙向泵浦。在前向泵浦(或正向泵浦)中泵浦光與信號光以相同方向通過增益光纖,後向泵浦(或反向泵浦)兩者則以相反方向通過增益光纖,雙向泵浦結構中泵浦光在2個方向同時通過增益光纖。不管是哪種泵浦方式的光纖放大器,基本構件都包括增益光纖、泵浦光、波分復用器/光耦合器等。增益光纖是在石英光纖的纖芯中,摻入一些三價稀土金屬元素,如Er(鉺)、Pr(鐠)、Tm(銩)等,形成的一種特殊光纖,它是摻雜光纖放大器中核心部分;泵浦光用來向稀土元素提供能量,使稀土元素實現粒子數反轉,這是產生光放大的必要條件之一;波分復用器(或光耦合器)的作用是將信號光與泵浦光進行複合;為了防止器件和焊點的反射,降低光纖放大器的噪聲指數,增加穩定性,一般還在其輸入和輸出端加入光隔離器;為了提高系統的信噪比,通常在輸出端加入光濾波器。實用的光纖放大器中,還包括帶自動調整功能的泵浦源驅動電路、自動溫控和自動功率控制等保護功能的輔助電路。有的輔助電路中還具有通過計算機通信協議完成人機對話和對放大器的網絡監控功能。[1]