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级联EDFA系统中偏振相关增益特性的研究

陈倩;陈勐勐

【摘要】掺铒光纤放大器的偏振相关增益是导致放大器增益不平坦的一个重要原

因,进而影响长距离光纤通信系统、长距离光纤传感系统的信号质量.本文从理论模

拟角度研究了级联掺铒光纤放大器的偏振相关增益对光纤中所传输通信光信号的影

响.重点研究了掺铒光纤非均匀展宽情况下,偏振相关增益受传输信号功率、信道个

数、级联EDFA个数、等因素的影响,并给出了定性结论.%Thepolarization

dependentgainoferbiumdopedfiberamplifier(EDFA)isanimportant

reasonforitsgainflatness,itwillaffectthesignalqualityoflongdistance

opticalfibercommunicationsystemandlongdistanceopticalfibersensing

system.Inthispaper,theinfluenceofthepolarizationdependentgainon

theopticalsignalintheopticalfiberhasbeenstudiedtheoretically.The

influenceofthefactorssuchasthepowerofthetransmittedsignal,the

numberofchannels,thenumberofEDFA,andthenumberofchannelsare

keycalculatedandanalyzedandthequalitativeconclusionsareobtained.

【期刊名称】《电子测试》

【年(卷),期】2017(000)007

【总页数】3页(P40-41,61)

【关键词】Optisystem;掺铒光纤放大器;偏振相关增益

【作者】陈倩;陈勐勐

【作者单位】南京晓庄学院电子工程学院,江苏南京,210028;南京晓庄学院电子工

程学院,江苏南京,210028

【正文语种】中文

掺铒光纤（ErbiumDopedFiber）是指光纤芯里掺杂了少量稀土元素铒（Er）离

子而制成的光纤。基于EDF而设计出的掺铒光纤放大器（EDFA），1985年在南

普安敦大学被首次研制成功开始，EDFA的良好放大性能就使其逐渐成为了光纤通

信领域不可缺少的一员。EDFA的工作特性是由离子的增益特性所决定的，铒离子

可以吸收980nm或1480nm的激光，它的放大作用对应于离子能级跃迁的发射。

当EDFA工作波段在1550nm附近时，正好与通信中低损耗波段一致，因此

EDFA成为了最成熟最有实用价值的光放大器件。

光通信信号在光纤中远距离传输、尤其是经过多个级联的EDFA放大后，信号的

偏振态会受光纤双折射、四波混频、相位调制等非线性效应的影响，光信号在

EDFA中被中继放大时，会呈现中一定的偏振增益相关性，偏振相关增益会造成信

号略化，本文将从以下……几个角度研究光信号在EDFA中放大时，受偏振相关增

益的影响所造成的偏振烧孔现象。即使是在单个的EDFA中，这种偏振相关效果

也是能测出来的。

EDFA内部主要由四个模块构成：掺铒光纤（EDF）、泵浦光源（LD）、光耦合器

（或WDM波分复用器）以及光隔离器。而根据泵浦所处位置的不同，又可以分

成前向泵浦、后向泵浦、双向泵浦三种结构的掺铒光纤放大器。EDFA中由于掺铒

光纤受激辐射截面是各向异性的，与方向有关的辐射截面和辐射产生光的偏振态相

关，当在某个偏振态产生激光输出时，会使得该偏振态的反转粒子数被消耗，而其

他与偏振态有关的粒子数仍然处于反转状态，并足以为其他偏振态波长的振荡提供

反转粒子数，这就造成EDFA在放大信号时有一定的偏振相关性。

本文在理论学习EDFA放大机制的基础上，利用Optisystem仿真软件中的库元件

设计一个EDFA，研究所设计EDFA放大信号的偏振相关特性，仿真掺铒光纤放大

器的结构中包括掺铒光纤，隔离器，泵浦耦合器，泵浦光源等模块，具体结构如图

1所示。仿真通信系统使用1550nm波段的激光器作为信号