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Erbium Doped Fibre Amplifier (EDFA) and Its Applications for WDM Optical Networks ;什么是光放大器？;什么是EDFA（掺铒光纤放大器）？;通信窗口和铒离子;主要内容 ;I. 掺铒光纤放大器理论基础;光为什么会放大？;三种能级跃迁方式;粒子数反转;泵浦光 980 nm;简化的能级跃迁;铒纤吸收谱;铒离子能级示意图;三能级系统 v.s. 二能级系统 ;Ⅱ. EDFA 的基本结构 ;EDFA的基本结构;三种泵浦方式的EDFA;多级泵浦;发射器;泵浦功率和光纤长度对增益的影响;EDFA 输出功率 vs. 增益;Ⅲ. EDFA的特性参数;增益 dB;噪声系数 dB;输出功率（mW 或 dBm）饱和输出功率，最大输出功率;;Ⅴ. EDFA理论模型-Giles模型 ;Simplified EDFA Model: Giles模型;二能级系统速率方程：;掺铒光纤放大器的基本理论模型(2);掺铒光纤放大器的基本理论模型(3);掺铒光纤放大器的基本理论模型(4);Ⅵ. EDFA扩展;EDFA的主要优点有： ? 工作波长正好落在光纤通信最佳波段(1500～1600 nm)； 其主体是一段光纤(EDF)，与传输光纤的耦合损耗很小， 可达0.1 dB。 ? 增益高，约为30～40 dB; 饱和输出光功率大， 约为10～15 dBm； 增益特性与光偏振状态无关。 ? 噪声指数小， 一般为4～7 dB； 用于多信道传输时， 隔离度大，无串扰，适用于波分复用系统。 ? 频带宽，在1550 nm窗口，频带宽度为20～40 nm， 可进行多信道传输，有利于增加传输容量。;EDFA也有固有的缺点： (1) 波长固定，只能放大1.55μm左右的光波，换用不同基质的光纤时，铒离子能级也只能发生很小的变化，可调节的波长有限，只能换用其他元素； (2) 增益带宽不平坦，在WDM系统中需要采用特殊的手段来进行增益谱补偿。;Er Doped Fiber Amplifier，EDFA;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。;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。;4.预失真技术;;增益钳制技术(1);增益钳制技术(2);;EDFA的大功率化(2);EDFA的宽带化;EDFA –超宽带;长???段（L-band）掺铒光纤放大器;高性能掺铒光纤放大器;高性能掺铒光纤放大器;VII. EDFA设计软件Optiwave的应用 OptiSystem 7.0和OptiAmplifier 4.0;OptiSystem 7.0;OptiSystem 7.0;OptiSystem 7.0;OptiSystem 7.0;OptiAmplifier 4.0; ;参数;仿真结果; ;双向泵浦L-EDFA实验值和理论值比较-2;双向泵浦L-EDFA的泵浦功率和增益; ;单双向泵浦 L-EDFA的输入功率和增益;单双向泵浦和 L-EDFA的性能比较3;L-EDFA双向泵浦的ASE增益谱;L-EDFA双向泵浦的ASE增益谱;Thank you