光纖增幅器

光纖增幅器採用Er3+摻雜光纖的增幅(EDFA)，pr3+摻雜光纖增幅(PDFA)。這使已衰減的雷射，不是通過光—電—光的增幅，而是光—光直接增幅。已實用的是EDFA。這些工作是1985年由英國小聖桑普敦大學的Poole等人完成的，在光纖中摻雜稀土元素，從而激勵雷射進行增幅，將光傳輸進雷射光纖中得到了驚人的增幅率。

基本介紹

  • 中文名：光纖增幅器
  • 外文名：Fiber Amplifier
  • 套用：雷射玻璃
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發展前景

現在網際網路技術的發展令人矚目，全世界超過10億台計算機相互連線交換各種各樣的數據及圖像。今後要傳輸優質的動態圖像就需數十兆比特每秒以上的通信容量，這要求幹線傳輸網達到1012比特(bit)級的大容量光通信傳輸，進一步研發WDM(WavelengthDivisionMultiplexing波分路復用)技術。 由於採用EDFA(Erbium-DopedFiber Amplifier鉺摻雜光纖增幅器)可以使WDM信號總的增幅而使中繼器的成本可以大大降低，從而成為WDM系統的關鍵伺服器。要使WDM傳輸大容量化，隨著每個波的通信速度提高，必須增加信號的波長數，由此光增幅器的寬頻化是不可缺的。此外從1．3/xm帶到1．65kim帶的光纖低損耗區域接近50THz，如果這些都可以利用起來時通信容量可以達到更寬的範圍。
光纖增幅器

套用及原理

光增幅用稀土離子摻雜玻璃

至今光通信中所採用的增幅方法可分類為(a)稀土類離子摻雜光纖增幅；(b)喇曼散射增幅；(c)半導體增幅三種，這些從20世紀80年代起即開始了研究。EDFA增幅器，是使數百微克每克的Er3+均一分散至通信用石英光纖中，實現了C波段(波長)範圍內的增幅。最近利用光纖長度調節進行激勵的方法在1．56～1．60/zm(L波段)也實現了增幅。作為L波段其他的增幅器，則用以折射率高的氧化物玻璃製成的光纖或波導路實現。NTT大石的研究組採用Er3+摻雜的碲化物玻璃光纖構成增幅器，在1．53～1．6l肛m範圍內使增益達到20dB。旭硝子杉本採用鉍(Bi)系玻璃光纖製備EDFA，僅採用22cm長光纖實現25dB增益(1．54～1．56p．m)，在1．535/_￡m處增益為16dB。
表2-8為各種增幅器的相關特性。
光纖增幅器
圖2—30為稀土離子摻雜玻璃光纖增幅器的增幅帶域。
光纖增幅器
表2-9為EDFA研發的進程，由此表可以看出增幅帶域不斷加寬，而且關鍵技術也越為精細。
光纖增幅器

L波段EDFA

由於EDFA為三能級水平的增幅器，由其轉換的狀態，亦即依據Er3十摻雜光纖的長度及激勵功率的變化其
增幅帶域可以控制。低轉換狀態在L波段增益係數可以取正值。總之通過選擇光纖長度與激勵能量在這個波長段內可以實現對波長依存性小的增幅。但是由於增益係數小，與C波段增幅相比，使用光纖長度大才能得到增幅的增益。圖2-31為碲化物光纖增幅器的L波段的增幅特性，由於採用碲化物玻璃Er3+摻雜光纖使L波段增幅帶域得以擴大，石英光纖Er3十摻雜光纖增幅器得到1570～1600nm的30nm增幅，而碲化物玻璃Er3+摻雜光纖則可實現1560～1610nm的50nm的增幅帶域。通過調整碲化物光纖長度可使其工作帶域擴展至1616nm。由圖2-31可知在波長
1 581～1 61 6nm帶域的平均增益為(28士1)dB，噪聲指數在6dB以下。
利用碲化物玻璃的Er3+摻雜光纖增幅器還可以實現覆蓋c波段和L波段的1530～1610nm波長區域的總增幅。

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