C000002 光放大器 ISSUE1.0.ppt

TC000002 光放大器 1.0 引入 我们知道光信号沿光纤传播时将会衰减。因此，为了使信号传得更远，我们必须增强光信号。传统的增强光信号的方法是使用再生器。但是，这种方法存在许多缺点。这种方法有那些缺点？ 学习目标 描述光放大器的类型和对光放大器性能的要求; 描述掺铒光纤放大器EDFA工作原理及性能特点; 描述拉曼光纤放大器RFA的工作原理及性能特点; 简述半导体光放大器的工作原理. 参考资料 《TC000001 光纤与光器件 ISSUE1.0.doc》 《TC000003 WDM原理 ISSUE1.0.doc》 Djafar.K.Mynbaev, Lowell.L.Scheiner 光纤通信技术，北京 机械工业出版社 2002 邱昆 光纤通信导论，四川 电子科技大学出版社 1995 聂秋华 光纤激光器与光放大技术，北京电子工业出版社 1997 赵梓森等 光纤通信工程，北京 人民邮电出版社 1994 课程内容 光放大器的特点 光放大器是用来提高光信号强度的器件。 光放大器的主要性能参数 增益（Gain） 噪声指数（NF） 增益带宽 饱和输出功率 课程内容 第二章 掺铒光纤放大器 EDFA的工作原理 掺铒光纤中Er3+离子受激辐射和自发辐射 EDFA的工作原理 掺铒光纤放大器光学结构 EDFA的优缺点 优点： 工作波长与单模光纤的最小衰减窗口一致。 耦合效率高。 增益高、噪声指数较低、输出功率大，信道间串扰很低。 增益特性稳定：EDFA对温度不敏感，增益与偏振相关性小。 增益特性与系统比特率和数据格式无关。 课程内容 拉曼光纤放大器的原理 受激拉曼散射效应 拉曼光纤放大器的特点 其增益波长由泵浦光波长决定； 其增益介质为传输光纤本身 ； 噪声指数低。 拉曼光纤放大器的分类 分立式拉曼放大器 分布式拉曼放大器 拉曼光纤放大器的优缺点 优点： 在任何类型光纤上都有增益，增益波长由泵浦波长决定； 放大器结构较简单； 可抑制非线性效应； 宽带范围（30nm）内增益平坦 (~1 dB) ； 选择更多泵浦波长，可增加带宽和增益平坦度。 拉曼光纤放大器的优缺点 课程内容 半导体光放大器的原理 SOA的优缺点 优点： SOA能工作在1310nm和1550nm两个波长窗口上，甚至能同时工作在两个波长窗口上； SOA有较宽的工作带宽。 SOA能够和其他的半导体器件和光学器件集成为一个芯片，称为光电集成电路（OEIC）。 问题 目前主要有那两种类型的光放大器？那一种已经商用？ 与再生器相比，光放大器有何优点？ 简述掺铒光纤放大器的工作原理和优缺点。 掺铒光纤放大器中的主要噪声来源是什么？ 简述拉曼光纤放大器的工作原理和优缺点？ 本章总结 目前主要有两种类型的光放大器：半导体光放大器和光纤放大器。 光放大器的作用是补偿光信号传输和处理过程中的功率衰减。 光放大器的特性参数有增益、工作带宽、噪声指数和饱和输出功率。 掺铒光纤放大器是运用受激辐射的原理增强光信号的功率，工作波长范围在1550nm窗口；掺铒光纤放大器具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、与偏振性小、噪声指数较低等特点，掺铒光纤放大器的噪声主要来源是放大的自发辐射（ASE）。 拉曼光纤放大器是利用光纤的拉曼效应放大光信号，拉曼光纤放大器增益范围由泵浦波长决定；且结构较简单；增益宽带范围（30nm）内增益平坦 (~1 dB)，噪声指数非常小； 半导体光放大器由于其自身的缺点，目前还没有被广泛使用。 此页列出本章内容需要参考的资料名称，包括随机资料、学员用书、多媒体课件等。要求细化到具体一个随机资料的章。 如果本章内容需要的参考资料相同，可以仅列在本章开头列出。 如果单独一节的参考资料不同，在一节的开头列出参考资料。 * * ISSUE 光网络产品课程开发室 学习完本课程，您应该能够： 第一章 光放大器概述 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放大器 被放大的光信号 输入光信号 光放大器 0 10 20 λ Gain(dB) 30 3dB λb λa Pin Gain(dB) 3dB PT Pout (dBm) PS Pout Gain 第一章 光放大器格式 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放大器 第一节 EDFA的工作原理 第二节 EDFA的优缺点 放大的自发辐射（ASE）是噪声的最主要来源。 EDF 泵浦激光器 泵浦激光器 输入信号 输出信号 光隔离器 分光器 光耦合器 光探测器 光耦合器 光隔离器 分光器 光探测器 缺点： 增益波长范围固定。 增益带宽不平坦。 光浪涌问题 。 第一章 光放大器概述 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体