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掺铒光纤放大器实验

实验十二掺铒光纤放大器实验

实验目的：

1. 理解掺铒光纤放大的原理；

2. 学习Optisystem 软件的使用;

3. 加深对光放大技术的认识。

实验仪器：

1. Optisystem 软件

实验原理：

1. EDFA 的概念

EDFA 采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射

放大。

1530nm-i 570nm

980nm or

」

信号光与波长较其为短的光波（泵浦光）同沿光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的稀土元

素离子吸收而使其跃迁至更高能级，

并可通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。

信

号

光沿光纤长度得到放大，泵浦光沿光纤长度不断衰减。

泵浦波长可以是 520、650、800、980、1480nm,波长短于980nm 的泵浦效率低，因而通常采用980和

1480nm

Amplified output signal

Fiber containing

9ft0nm 畢态H80uin

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■

2. 掺铒光纤放大器的基本结构

Er-DOPED FIBER AMPLIFIER

掺铒光纤：当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，从低能级被激发到高能级上，

由

于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形

成粒子数反转分布。

半导体泵浦二极管：为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。波分复用耦合器：将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。

光隔离器：使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。

EDFA 勺三种泵浦方式进行比较：

同向泵浦（前向泵浦）型：好的噪声性能反向泵浦（后向泵浦）型：输出信号功率高双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦源高

3dB,且放大特性与信号传输方向无关

实验内容：

增益G 是描述光放大器对信号放大能力的参数。定义为：

G （dB ） 1Olog 10 s,out

Fs,in

G 与光放大器的泵浦功率、掺杂光纤的参数和输入光信号有很复杂的关系。

用Optisystem 软

件完成如下测量。

1. 增益对输入光功率的依存关系

2. 增益G 与输入光波长的关系 3?小信号增益随泵浦功率的关系 4?小信号增益随EDF 长度的关系

实验报告要求:

根据实验内容，完成器件选择与数据测量，绘图并对实验现象进行分析。

Pump L*MF

Inpul Signal

Er^Dopfid Fiber

Ootlc.1 PumpSlQn*!

器鶯呎

AfflplWied Signal ■

Optical IsoLatof

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0021

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