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文档简介

1、第二十二讲 光纤放大器1 主要内容 一、光放大器的类型及其特点 二、掺铒光纤放大器的工作原理 三、掺铒光纤放大器的构成与特性 四、掺铒光纤放大器的优点 五、掺铒光纤放大器的应用 2 光放大器的类型及其特点 半导体放大器：易与其他半导体器件集成，但性能与光偏振方向有关，器 件与光纤的耦合损耗大。 光纤放大器：性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗小。 3 掺铒光纤放大器的工作原理 在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的

2、光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 4 掺铒光纤放大器的构成5掺铒光纤放大器的各部分功能 掺铒光纤（EDF）和高功率泵浦源是关键器件。EDF的增益取决于Er3+的浓度、光纤长度和直径以及泵浦光功率。对泵浦光源的要求是大功率和长寿命。波长为1、48m的InGaAsP 多量子阱（MQW）激光器输出光功率在100mW，泵浦光转换成信号光效率在6 dB/mW以上，且噪声低，是未来发展方向。 波分复用器把泵浦光和信号光耦合在一起。对其要求是插入损耗小，熔拉双锥光纤耦合型和干涉滤波型最适用。 光隔离器置于两端防止光反射。对它的要求是插入损耗小，反射损耗大 6 掺铒光纤放大器的优点 1、工作波长正好落在光纤通信最佳波段（1500nm1600nm），与光纤耦合损耗小，可达0.1dB。 2、 增益高，约为3040dB，饱和输出光功率大，约为1015dB。 3、 噪声指数小，一般为47dB。隔离度大，串扰小，适用于波分复用。 4、 频带宽，在1550nm窗口频带宽度为2040nm。有利于增加传输容量。7 掺铒光纤放大器的应用 中继放大器（LA）：在光纤线路中每隔一段距离设置一个光纤放大器，以延长干线网的传输距离。 前置放大器（PA）：放在光接收机之前，放大微弱的光信号，以改善光接收灵敏度，对噪声要求苛刻。 后置放大器（BA）：放在光发

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