第5章光放大器汇编.ppt

Raman+EDFA光放大器增益曲线 习 题 目前光放大器有哪几类？ 画出掺铒光纤放大器的结构示意图，并说明其组成。 简述掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理是什么？ 掺铒光纤放大器（EDFA）的特性指标有哪些？说明其含义。 举例说明光纤放大器在光纤通信领域中的应用。 拉曼光纤放大器的突出优点是什么？ 在光纤拉曼放大器中，通过什么方法可以实现宽带平坦的放大器？为什么？ 光功率 波长 光功率 波长 光发射机 光发射机 光发射机 光发射机 ?N ?1 ?2 ?3 光接收机 光接收机 光接收机 光接收机 EDFA ?1 ?N ?3 ?2 1. 滤波器均衡： 采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦, 如：薄膜滤波、紫外写入长周期光纤光栅、周期调制的双芯光纤等。 只能实现静态增益谱的平坦，在信道功率突变时增益谱仍会发生变化。 EDFA + 均衡器 → 合成增益 增益平坦/均衡技术(1) 2. 新型宽谱带掺杂光纤： 如掺铒氟化物玻璃光纤（30nm平坦带宽）、铒/铝共掺杂光纤（20nm）等， 静态增益谱的平坦，掺杂工艺复杂。 3. 声光滤波调节： 根据各信道功率，反馈控制放大器输出端的多通道声光带阻滤波器，调节各信道输出功率使之均衡，动态均衡需要解复用、光电转换、结构复杂，实用性受限。 增益平坦/均衡技术(2) 4. 预失真技术 不灵活，传输链路变换后，输入功率也要随之调整 增益平坦/均衡技术(3) EDFA对信道的插入、分出或信道无光故障等因素引起的输入光功率的变化（较低速变化）能产生响应--瞬态特性。在系统应用中应予以控制--增益钳制。 瞬态特性使得剩余信道获得过大的增益，并输出过大的功率，而产生非线性，最终导致其传输性能的恶化--需进行自动增益控制 对于级联EDFA系统，瞬态响应时间可短至几~几十?s，要求增益控制系统的响应时间相应为几~几十?s 增益钳制 增益钳制技术(1) 电控：监测EDFA的输入光功率，根据其大小调整泵浦功率，从而实现增益钳制，是目前最为成熟的方法。 LD Pump In Out 泵浦控制均衡放大器（电控） EDFA 增益钳制技术(2) 在系统中附加一波长信道，根据其它信道的功率，改变附加波长的功率，而实现增益钳制。 注入激光 WDM系统要求EDFA具有足够高的输出功率，以保证各信道获得足够的光功率。 方法：多级泵浦 22 19 16 输出功率（dBm） 1540 1570 四、EDFA的大功率化(1) EDFA的大功率化(2) ?=0.7% ?=1.3% 纤芯 内包层 外包层 用于制作大功率EDFA的双包层光纤结构图 芯层：5?m 内包层： 50?m 芯层(掺铒)：传播信号层(SM) 内包层：传播泵浦光(MM) 双包层光纤是实现EDFA的重要技术，信号光在中心的纤芯里以单模传播，而泵浦光则在内包层中以多模传输。 五、EDFA的宽带特性 具体应用 在密集波分复用系统（DWDM）中的应用 EDFA在密集波分复用系统（DWDM）中作线路放大、功率放大和前置放大是EDFA的典型应用之一。 光发射机 光发射机 光发射机 光发射机 ?N ?1 ?2 ?3 光接收机 光接收机 光接收机 光接收机 EDFA ?1 ?N ?3 ?2 具体应用 在光缆有线电视传输系统（HFC）中的应用 RFA+EDFA混合放大 第五章 光放大器 5.1 光放大器概述 5.2 掺铒光纤放大器EDFA 5.3 半导体光放大器SOA 5.4 拉曼光纤放大器RFA 5.3 半导体光放大器SOA R1 R2 半导体光放大器示意图 SOA也是一种重要的光放大器，其结构类似于普通的半导体激光器。 半导体光放大器的放大特性主要决定于激光腔的反射特性与有源层的介质特性。 根据光放大器端面反射率和工作偏置条件，将半导体光放大器分为：----法布里－珀罗放大器(FP－SOA) ----行波放大器(TW－SOA) 多峰值、带宽窄，不适合通信系统应用，只可用于一些信号处理。 F-P半导体光放大器 入射光从左端面进入，通过具有增益的有源层，到达右端面后，部分从端面反射，然后反向通过有源层至左端面，部分光从左端面出射，其余部分又从端面反射，再次通过有源层，如此反复，使入射光得到放大。 行波半导体光放大器 TW－SOA与FP－SOA的区别在于端面的反射率大小， TW－SOA具有极低的端面反射率，通常在0.1%以下。 降低端面反射方法：倾斜有源区法。 TW－SOA的增益、增益带宽和噪声特性都可以满足光纤通信的要求，但如下两个缺点限制着它在光纤通信中的实际应用： 对光信号偏振态的敏感性；