4_光放大器_2.pdf

4、光放大器 掺铒光纤放大器 （EDFA ） 1985年英国南安普顿大学首先研制成功掺铒光纤放大器 （EDFA ），它是 光纤通信技术领域中最伟大的发明之一。掺铒光纤是在石英光纤纤芯中掺入 了少量的稀土元素铒 （Er ）离子的光纤，从20 世纪80 年代后期开始，掺铒 光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破，并成为当前光纤通信中应用最 广泛的光放大器件。 1 4、光放大器 （6 ）EDFA 的基本特点 （一）EDFA 是行波放大器 （带宽大），其增益介质为 10~30 米的 Er 元素轻掺杂 （0.1% ）石英系光纤。掺杂不同的光纤放大器具有不同的工作波段。EDFA 工作波段 为1520 ~ 1700nm。 （二）EDFA 是 3 能级系统（2-p348 图11.5 ），其泵浦源是光源 （30-200mW ），波长为 980nm 或 1480nm，增益区在 1520~1700nm。EDFA 可以是单泵浦源，也可以是双泵 浦源。体积 、功耗大，结构较复杂。（2-p348 图11.5 ） 掺铒光纤 输入信号光 光隔离器 光耦合器 光耦合器 光隔离器 光滤波器 输出信号光 1520 ~ 1700nm 1520 ~ 1700nm 激光泵浦注入 同向泵浦激光 反向泵浦激光 器及控制电路 980nm 或1480nm 器及控制电路 从高能级转移到亚稳态能级。 载流子吸收泵浦光 能跃迁到高能级， 在输入光信号光子的诱发下，从亚稳态能级返 回低能级，并释放与信号光子频率相同的光子。 2 4、光放大器 （6 ）EDFA 的基本特点 EDFA 的典型增益为15 ~ 35dB 。 实验表明：EDFA 采用同向泵浦时增益较高，采用反向泵浦时噪声较小 （信号光子/ 反转粒子浓度）；采用980nm 泵浦可获得较高的粒子数反转 （能量大）和较低的噪声。 反向泵浦功率幅度分布 信号幅度分布 同向泵浦功率幅度分布 掺铒光纤 信号传输方向 掺铒光纤 输入信号光 光隔离器 光隔离器 光滤波器 输出光 1520 ~ 1700nm 光耦合器 光耦合器 1520 ~ 1700nm 激光泵浦注入 同向泵浦激光