光纖放大器(OpTIcalFiberAmplifier,簡寫OFA)是指運用于光纖通信線路中,實現信號放大的一種新型全光放大器。根據它在光纖線路中的位置和作用,一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器(SOA)相比較,OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程,可直接對信號進行全光放大,具有很好的“透明性”,特別適用于長途光通信的中繼放大。可以說,OFA為實現全光通信奠定了一項技術基礎。
光纖放大器是可以將信號進行放大的一種新型全光放大器,根據它在光纖線路中的位置以及作用,一般可以分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器相比較,OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程,可直接對信號進行全光放大,具有很好的“透明性”,特別適用于長途光通信的中繼放大。
光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素,通過激光器提供的直流光激勵,使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器,這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性,為去掉上述轉換過程,直接在光路上對信號進行放大傳輸,就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。
1.EDFA基本模型如下圖所示,主要由摻鉺光纖、泵源、隔離器、合波器、耦合器、探測器及控制電路等部分組成。
其中,摻鉺光纖是放大器基礎、關鍵的器件;泵源的作用是用來向摻鉺光纖提供能量,將基態的鉺離子(Er3+)激勵到高能態,致使粒子數發生反轉,從而產生受激輻射,實現對1550nm波段光信號的放大.現在用得廣泛的泵源是980nm的LD;隔離器主要用來防止放大器產生自激振蕩:合波器的作用是將泵浦光耦合到摻鉺光纖中去:耦合器則是將信號光分出一部分提供給探測器,以便實現對放大器工作狀態的實時監控。
2.EDFA的(de)(de)(de)(de)放大原(yuan)理與雷射(she)產生原(yuan)理類似,光(guang)纖中摻雜的(de)(de)(de)(de)稀土族元素Er(3+)其亞穩(wen)態(tai)(tai)(tai)(tai)和基(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量差相當(dang)于1550nm光(guang)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量、當(dang)吸收適(shi)當(dang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)泵浦光(guang)能(neng)(neng)量(980nm或1480nm)后,電子(zi)(zi)(zi)會(hui)從基(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)躍遷到(dao)能(neng)(neng)階(jie)較高的(de)(de)(de)(de)激(ji)發(fa)態(tai)(tai)(tai)(tai),接著(zhu)釋放少量能(neng)(neng)量轉移到(dao)較穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)亞穩(wen)態(tai)(tai)(tai)(tai),在泵浦光(guang)源足夠時(shi)鉺離子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)會(hui)發(fa)生居量反轉,即高能(neng)(neng)階(jie)的(de)(de)(de)(de)亞穩(wen)態(tai)(tai)(tai)(tai)比(bi)能(neng)(neng)階(jie)低的(de)(de)(de)(de)基(ji)態(tai)(tai)(tai)(tai)電子(zi)(zi)(zi)數量多(duo)。當(dang)適(shi)當(dang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)信號通過時(shi),亞穩(wen)態(tai)(tai)(tai)(tai)電子(zi)(zi)(zi)會(hui)發(fa)生受激(ji)輻(fu)射(she)效應,放射(she)出大量同(tong)波(bo)長光(guang)子(zi)(zi)(zi),但因為(wei)存在振動能(neng)(neng)階(jie),所以波(bo)長不是單一(yi)的(de)(de)(de)(de)而(er)是一(yi)個范(fan)圍,典型值為(wei)1530nm~1570nm。
(來源:網(wang)絡,版權(quan)(quan)歸原作者,若(ruo)有侵(qin)權(quan)(quan)請聯系刪除)