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1、第二十二講 光纖放大器1 主要內(nèi)容 一、光放大器的類型及其特點 二、摻鉺光纖放大器的工作原理 三、摻鉺光纖放大器的構(gòu)成與特性 四、摻鉺光纖放大器的優(yōu)點 五、摻鉺光纖放大器的應(yīng)用 2 光放大器的類型及其特點 半導(dǎo)體放大器：易與其他半導(dǎo)體器件集成，但性能與光偏振方向有關(guān)，器 件與光纖的耦合損耗大。 光纖放大器：性能與光偏振方向無關(guān)，器件與光纖的耦合損耗小。 3 摻鉺光纖放大器的工作原理 在摻鉺光纖（EDF）中，鉺離子有三個能級：基態(tài)E1、亞穩(wěn)態(tài)E2和激發(fā)態(tài)E3。當(dāng)泵浦光的光子能級等于E3和E1的能量差時，鉺離子吸收泵浦光的光能從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，但激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，電子很快返回到E2，若輸入的信號光的

2、光子能量等于E2和E1之間能量差，則電子從E2躍遷到E1，產(chǎn)生受激輻射光，故光信號被放大。 4 摻鉺光纖放大器的構(gòu)成5摻鉺光纖放大器的各部分功能 摻鉺光纖（EDF）和高功率泵浦源是關(guān)鍵器件。EDF的增益取決于Er3+的濃度、光纖長度和直徑以及泵浦光功率。對泵浦光源的要求是大功率和長壽命。波長為1、48m的InGaAsP 多量子阱（MQW）激光器輸出光功率在100mW，泵浦光轉(zhuǎn)換成信號光效率在6 dB/mW以上，且噪聲低，是未來發(fā)展方向。 波分復(fù)用器把泵浦光和信號光耦合在一起。對其要求是插入損耗小，熔拉雙錐光纖耦合型和干涉濾波型最適用。 光隔離器置于兩端防止光反射。對它的要求是插入損耗小，反射損耗大 6 摻鉺光纖放大器的優(yōu)點 1、工作波長正好落在光纖通信最佳波段（1500nm1600nm），與光纖耦合損耗小，可達(dá)0.1dB。 2、 增益高，約為3040dB，飽和輸出光功率大，約為1015dB。 3、 噪聲指數(shù)小，一般為47dB。隔離度大，串?dāng)_小，適用于波分復(fù)用。 4、 頻帶寬，在1550nm窗口頻帶寬度為2040nm。有利于增加傳輸容量。7 摻鉺光纖放大器的應(yīng)用 中繼放大器（LA）：在光纖線路中每隔一段距離設(shè)置一個光纖放大器，以延長干線網(wǎng)的傳輸距離。 前置放大器（PA）：放在光接收機(jī)之前，放大微弱的光信號，以改善光接收靈敏度，對噪聲要求苛刻。 后置放大器（BA）：放在光發(fā)

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