增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器及其应用
摘要：波分复用是光纤CATV系统进一步升级的主要方向。本文对增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器（GF-EYDCFA）进行了理论和实验研究，相关数据表明，** 科技开发GF-EYDCFA能实现1543-1565nm围多波长光信号的增益均衡放大，其输出功率在1W以上，增益平坦度。
关键字：EDFA，WDM，铒镱共掺，双包层光纤，CATV
1 引言
光纤，因其近乎无限的带宽，成为信息爆炸时代无可替代的信息传输媒质，而波分复用（WDM）方式则是利用光纤带宽的最有效方法。目前主干网的光传输都利用了WDM技术，而光纤CATV系统还是以单波长应用为主，因此光纤的带宽利用率很低。今后，随着CATV网络容量的增加以及业务管理灵活性的提高，应用WDM技术的光纤CATV系统会越来越受到重视。
掺铒光纤放大器（EDFA），因其补偿了光纤线路中C（L）波段光信号的衰减，极延长了中继距离，是光纤通信蓬勃发展的关键因素。对于光纤CATV网，其光功率分配数目一般都比较大，因此对光放大器的输出功率要求都比较高。而由于EDFA的单模泵浦机理限制了泵浦功率（980nm/1480nm）水平，传统的E DFA很难实现高功率输出或者单位功率的成本非常昂贵，据了解，目前商用ED
FA的最大饱和输出功率为500mW左右，这显然很难满足光纤CATV系统的应用要求。为了获得高功率输出，铒镱共掺双包层光纤放大器（EYDCFA）越来越受到关注。EYDCFA采用了多模泵浦激光器和铒镱共掺双包层光纤（EYDCF），突破了传统EDFA的功率限制。目前，可用的多模泵浦激光器功率可达6W（915—975nm），而EYDCF的双包层结构和纤芯铒镱共掺技术则很好地解决了多模泵吸收和单模1550nm（C-Band）信号放大的问题，此外，两者利用光纤合波器连接，可实现多个泵浦激光器同时同向泵浦单根EYDCF。目前** 公司开发的单波长E YDCFA产品的最大输出功率可达4W，在光纤CATV网和三网合一系统中已有较多应用[1]。本文主要研究了增益平坦型EYDCFA（GF-EYDCFA）的基本原理及其在光纤CATV网的可能应用，这对今后光纤CATV网的WDM升级具有积极的指导意义。
2 增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器
增益平坦型EDFA（GF-EDFA）通常采用增益平坦滤波器（GFF）实现多波长放大时的增益均衡[2,3]，即通过滤波器在不同波长的差异化衰减来补偿掺杂光纤各波长间的增益不均衡，因此GFF的衰减谱通常是光放大器未加GFF时的增益谱。目前，制作GFF普遍采用薄膜滤波器技术和啁啾光栅技术。这两种技术都可以获得WDM 系统要求的GFF。薄膜滤波器技术是一种低成本的生产技术，一次镀膜生产数百甚至上千片GFF，适合大规模生产，单位成本较低。而啁啾光栅则刚好相反，小批量生产时，单位成本低于薄膜滤波器，但由于是逐只生产，批量生产成本就相对较高。现阶段光纤通信发展迅速，EDFA的需求量非常
大，因此采用薄膜滤波器技术生产的GFF应用最为广泛，下文所指的GFF也均属这一类。
本质上，EYDCFA仍是一种EDFA，它通过镱离子吸收915-975nm的泵浦光，然后利用铒-镱离子间的交叉弛豫过程将能量转给铒离子，实现对铒离子的泵浦，接下来的信号放大过程与EDFA类似[4,5]。有文献曾报道采用GFF的增益平坦型铒镱共掺光纤放大器[6]，不过该工作针对的是单模泵浦放大器，其输出功率仅为24.6dBm。而将EYDCFA与EDFA的增益均衡技术相结合，就可实现高功率GF-EYDCFA。GF-EYDCFA的典型光路如图1所示，主要由低噪声EDFA前级、高功率EYDCFA后级和两级间的GFF&ISOLATOR组合器件构成。这种结构既能保证放大器较低的噪声指数（NF），又不至于GFF的插入而明显降低泵浦-信号转换效率（PCE）。对于给定输入/输出功率的光放大器，设计时要综合考虑PCE、NF和未加GFF时光放大器的增益平坦度（GF定义为工作波长围的最大增益与最小增益之差）。根据级联EDFA的NF理论[2]，
（1）式中均为波长相关的参量（线性单位），前级和后级的增益、噪声指数分别为、和、，GFF的衰减为。由式(1)可以看出，越大、越低，整个放大器的NF就越低，而且在较大时，对整个放大器的NF起决定性作用。同时，较大的也有利于提高后级的PCE和抑制1060nm波段的ASE激射。此外，还必须考虑GFF的设计，通常整个放大器未加GFF时的GF越小，GFF的加工难度越低，应用效果也越好。依据以上原则设计的GFF的衰减谱如图2所示，并用该GFF制成GF-EYDCFA，其额定输入和输出总功率分别为6dBm和31dBm。图3为Aglien
t 86142B光谱分析仪的插减元法测得的GF-EYDCFA的增益谱和NF谱。由测试数据可以看出，在1543-1565nm的工作波长围，放大器的GF
图1 GF-EYDCFA光路示意图
考虑批量生产中的个体差异和产品可靠性所需的指标余量，**科技的GF-EYDCFA产品的关键指标如表1所示。可以看出，GF-EYDCFA的各项性能指标均达到了GF-EDFA同类产品的水平，而其2W的高输出功率水平则是GF-EDFA 望尘莫及的。此外，通过调节GF-EYDCFA的相关设计，其工作波长可进一步拓宽至1535-1565nm，总输出功率也可在0.5W到2W围任意选择。
高质量种子源光纤激光器技术发展与研究现状连续光种子源光纤激光器的性能决定了高功率全光纤MOPA激光系统的激 光输出光谱、线宽和频率稳定性等特性。作为高质量的种子光源必须首先具有 窄线宽、高稳定性和高信噪比，然后再追求可以满足不同应用需要的其他功能 特性，如波长可调谐、单/双波长可切换以及双波长间隔可调谐等。在过去的二 十多年时间里，研究者们一直在寻求可以实现单频窄线宽激光输出的方法，也 陆续提出了基于不同技术的单频窄线宽光纤激光器，尤其是在1.5μm波段的掺 铒光纤激光器，因为其所在波段为光纤通信低损耗窗口，考虑到长距离通信和 传感的需求，对于激光输出相干特性要求很高，需要激光具有较窄的线宽，使 得掺铒光纤激光器在窄线宽方面发展比较迅速，线宽也达到了kHz量级的水平。在近几年，研究者们开始对具有不同性能的单频窄线宽光纤激光器进行研究， 也开始不断追求输出激光的高稳定性和高信噪比等特性。 1.1单频窄线宽光纤激光器研究与发展 早在1986年，Jauncey等人就已经提出了窄线宽的概念，他们使用掺钕光 纤结合光纤Bragg光栅在1084nm处得到了激光输出，经过使用Fourier转换Michelson干涉仪测量，得到激光输出线宽为16GHz；然而，由于只是使用了线腔结构，腔长较长，激光器没有实现单频运转。 直到1990年，Iwatsuki才首次真正地得到了单频窄线宽的激光输出，使用 的是环形腔结构，配合一个1 nm谱宽带通滤波器，使用15m长掺饵光纤作为 增益介质，成功得到了单频激光输出，并且首次使用延迟自外差干涉仪(Delayed Self-Heterodyne Interferometer, DSHI)对激光线宽进行了测量，线宽达 到1.4 kHz，是截至当时线宽最窄的激光器，而且该激光器还提供2.8nm的波长 可调谐范围。 1991年，Gowle等人提出了一种新型的环行腔光纤激光器，通过使用分布Bragg反射镜作为波长初选滤波器，在1552nm波长处得到了稳定的单频激光输出，使用延迟自外差法测量得到激光线宽小于10 Hz，测量分辨率受限于使用 的25km延迟线长度。 同年，Park等人也提出了基于环形腔结构的单频激光器，在谐振腔内使用 了两个Fabry-Perot (F-P)滤波器，该激光器输出具有当时最高的稳定性，阈值仅 为1OmW，而且具有宽达30nm的可调谐范围;然而，激光器的输出信噪比较低，仅为35dB，而且研究者们并没有对激光器的线宽特性进行测量。 1992年，Laporta等人利用铒/镱共掺磷酸盐玻璃光纤制作了腔长仅为 2.5mm长的超短腔光纤激光器，在1532.2nm波长处得到了15mW的激光输出，测得的线宽小于lOkHz。 同年，Zyskind等人也报道了短腔光纤激光器，通过在掺铒光纤上直接写入 一对Bragg光栅制作了腔长仅为2cm的谐振腔，利用F-P干涉仪测量激光器处
双包层光纤是由掺杂纤芯、内包层、外包层、保护层4部分组成, 纤芯作为激光的波导，掺杂了镱离子，由于内包层包绕在纤芯的外围，耦合入内包层的多模泵浦光在内包层反射时，进入纤芯区域，就被镱离子所吸收，产生粒子数反转，当增益足够强时，就将多模泵浦光高效地转换为单模激光。双包层掺杂光纤与普通的单模光纤相比, 除了纤芯和内包层之间满足单模光纤条件外, 还有一层低折射率的外包层 ,使两个包层之间形成一个多模光波导层, 外包层的折射率小于内包层的折射率，内包层的折射率小于纤芯的折射率，其横向尺寸和数值孔径均远大于纤芯，这样就可以比较容易地将高功率的多模半导体激光泵浦入光纤，并被限制在内包层中传输，不扩散，有利于保持高功率密度光泵。 针对石英玻璃掺杂稀土离子浓度低的缺点,选择对稀土离子具有较高溶解度的磷酸盐玻璃作为增益介质，大大提高了Yb2O3掺杂浓度。并通过熔融过程中通入纯氧和CCl4解决除水问题，提高Yb3+荧光寿命。 内包层采用与纤芯同基质的磷酸盐玻璃，确定纤芯数值孔径，通过调节组分严格控制内包层玻璃的折射率。玻璃折射率与玻璃分子体积和玻璃内阳离子的极化率有关，极化率越大，折射率越大；分子体积越小，折射率越大。阳离子极化率决定于离子半径及其外电子层结构，原子价相同的阳离子其半径越大，极化率越高,且氧离子与周围阳离子之间的键力越大，则氧离子的外电子被束缚得越牢固,其极化率也越小。故当阳离子半径增加时不仅其本身极化率上升而且提高了氧离子极化率。通过改变配方组分可以直接对磷酸盐玻璃的折射率产生影响。 外包层选用自制的磷酸盐玻璃，通过掺入氟化物降低外包层玻璃的折射率， 并掺入B 2O 3 稳定玻璃的网络结构，提高玻璃的热力学性能，以满足光纤拉制要求。 在此基础上采用管棒法拉制双包层磷酸盐光纤。
实验十二掺铒光纤放大器（EDFA）的性能测试 一、实验目的 1. 了解掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、基本结构及相关特性； 2. 测试掺铒光纤放大器（EDFA）的各种参数，并根据测量的参数计算增益、输出饱和功率和噪声系数； 二、实验原理 在光纤放大器实用化以前，为了克服光纤传输中的损耗，每传输一段距离都要进行“再生”，即把传输后的弱光信号转换成电信号，经过放大、整形后，再去调制激光器，生成一定强度的光信号，即所谓的O—E—O光电混合中继。但随着传输码率的提高，“再生”的难度也随之提高，于是中继部分成了信号传输容量扩大的“瓶颈”。光纤放大器的出现解决了这一难题，其不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了损耗对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了C＋L波段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。 在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA）、半导体光放大器（SOA）和光纤喇曼放大器（FRA）等，其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV 网、军用系统（雷达多路数据复接、数据传输、制导等）等领域。在系统中EDFA有三种基本的应用方式：功率放大器（Power booster-Amplifier）、中继放大器（Line-Amplifier）和前置放大器（Pre-Amplifier）。它们对放大器性能有不同的要求，功放要求输出功率大，前放对噪声性能要求高，而中放两者兼顾。 1．掺铒光纤放大器的工作原理 Er3+能级图及放大过程：掺铒光纤放大器之所以能放大光信号的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基态4I15/2跃迁至处于高能级的泵浦态，对于不同的泵浦波长电子跃迁到不同的能级，当用980nm波长的光泵浦时，如图15-1所示，Er＋3从基态跃迁至泵浦态4I11/2。由于泵浦态上的载流子的寿命只有1μs，电子迅速以非辐射方式由泵浦态豫驰至亚稳态，在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵浦下，亚稳态上的粒子不断累积，从而实现粒子数反转分布。当有1550nm的信号光通过已被激活的铒光纤时，在信号光的感应下，亚稳态上的粒子以收集受激辐射的方式跃迁到基态，同时释放出一个与感应光子全同的光
多模包层泵浦大功率光纤放大器的工作原理及应用 摘要本文要讨论是多模包层泵浦大功率光纤放大器。简单介绍其的基本组成及工作原理。通过与普通光纤放大器的比较来讨论其应用上的优点和发展前景。关键词多模包层泵浦，双包层光纤，高功率 1引言 多模包层泵浦大功率光纤放大器是一种由多模包层泵浦技术这一最近发展起来的新兴技术产物。采用Yb3+和Er3+离子共掺杂双包层光纤，是一系列新技术、新工艺和新材料相结合的产物，是实现光纤放大器超大功率输出的技术核心。 2 多模包层泵浦光纤放大器的结构 多模包层泵浦光纤放大器的光路结构如图1所示： 3 多模包层泵浦光纤放大器的工作原理 多模包层泵浦，是将多模泵浦激光耦合到双包层光纤的内包层中，当多模泵浦光在内包层中传播时会反复穿过光纤纤芯（如图2所示），泵浦光在穿过掺有稀土元素的光纤纤芯时被吸收从而实现泵浦。 与单模纤芯泵浦不同，用于光纤放大器的双包层光纤，泵浦光主要在内包层中传播，因此，同样的纤芯参数，包层泵浦的泵浦吸收截面要小得多，所以，提高泵浦吸收效率是制造双包层光纤需要重点考虑的因素。合理的内包层结构形状能够显著提高泵浦吸收效率，目前，已经设计并制作出了多种内包层形状的双包层光纤，这些专门设计的内包层结构和形状，使泵浦光在单位长度
内有效穿过光纤纤芯的几率大大增加。图3是设计制作的部分双包层光纤内包层形状示意图。 另外，对于1550nm波段光纤放大器，采用铒、镱共掺的双掺杂技术，利用镱元素的高吸收和铒镱之间能量的高效传递，能够获得铒元素的高效泵浦。图4为铒镱共掺有源光纤的泵浦吸收和能量传递简单能级示意图。 铒、镱共掺由于存在能量传递的互逆性，因此，需要尽可能快的消耗铒离子的受激状态。减小纤芯直径，有效提高光密度，是通常的做法，这样做对低功率光纤放大器影响不大，但是，对于大功率和超大功率光纤放大器，会由于过高的光功率密度导致非线性效应，这是有害的。 对于光纤放大器的应用，双包层光纤主要用于大功率和超大功率情况，双包层光纤小芯径纤芯设计已经成为一种制约因素。采用高浓度铒单掺杂可能是解决小芯径问题的一种途径。我们知道，阻碍铒元素掺杂浓度进一步提高的主要原因，是铒元素在掺杂过程中，不可能达到理想的均匀分布，这样会造成铒掺杂的局部浓度过高，从而导致局部铒元素间距过小，相邻铒元素之间出现非辐射交叉弛豫过程，这种局部的过高浓度，还会导致玻璃基质中产生结晶现象。所以，人们正在发展新的技术，使铒元素的掺杂非常均匀，在不引起明显的非辐射交叉弛豫过程的情况下，大幅度提高铒元素的掺杂浓度，使采用相对较大
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。 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泵浦。
2. 掺铒光纤放大器的基本结构 掺铒光纤：当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时， Er3+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 的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 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。
大功率1550n m 铒镱共掺光纤放大器 说明书
前言 本手册适用于高功率光纤放大器(HPEDFA)；主要阐述了该产品的性能特点、技术参数、安装调试和常见故障处理等相关内容。为了确保设备能被顺利安装和安全运行，敬请用户在安装调试本设备前，务必仔细阅读本手册，并严格按照手册上规定的操作步骤进行安装调试，以免对设备造成不必要的损坏，或对操作人员造成意外伤害；如有疑问，请及时与本公司联系。 特别提示： ■铒镱共掺光纤放大器是高档专业设备，其安装调试必须由专业技术人员进行操作，并在操作前仔细阅读本手册，以免因误操作而损坏设备，或对操作人员造成意外伤害。 ■在光纤放大器工作时，位于前面板的光信号输出适配器内会有不可见的激光束射出，应避免光信号输出口对准人体，更不能用肉眼直视光输出口，以免对人体、人眼造成永久性伤害！！！ ■设备在加电工作前，应先确认机壳和电源插座的接地端已可靠接地（接地电阻应＜4Ω），以免静电损坏激光器件，并防止机壳带电而对人体造成伤害。■为了确保设备能长期稳定工作，在电网电压不稳定或电压波形较差的地区，建议用户为设备配置专用的交流稳压电源，有条件的用户更可配置不间断稳压电源（UPS）系统；在环境温度变化太大或机房环境较差（设备的理想工作环境温度为25℃）的地区，建议用户为设备配置专用的空调系统，以改善设备的工作环境。
目录 一、应用................................................................. - 4 - 二、性能特点............................................................. - 4 - 三、原理框图............................................................. - 4 - 四、技术参数............................................................. - 5 - 4.1 技术参数......................................................... - 5 - 4.2型号与功率对照表................................................. - 6 - 五、外部功能说明......................................................... - 6 - 5.1前面板说明....................................................... - 7 - 5.2后面板说明....................................................... - 8 - 5.2.1 DC电源模块介绍............................................ - 8 - 六、菜单系统............................................................. - 8 - 6.1显示参数说明..................................................... - 8 - 6.1.1 主菜单..................................................... - 8 - 6.1.2 显示菜单.................................................. - 10 - 6.1.3 设置菜单.................................................. - 11 - 6.1.4 警告菜单.................................................. - 12 - 七、通讯设置说明........................................................ - 13 - 7.1通讯接口说明.................................................... - 13 - 八、安装调试............................................................ - 13 - 8.1开箱检查........................................................ - 13 - 8.2仪器和工具...................................................... - 14 - 8.3安装步骤........................................................ - 14 - 九、售后服务说明........................................................ - 14 - 十、光纤活动连接头的清洁维护方法........................................ - 15 - 十一、免责申明.......................................................... - 15 -
多组分宽带掺铒玻璃光谱性质及光纤放大特性研究 随着现代通信技术的飞速发展,人们对光纤通信容量和系统集成化的要求大大提高,这使得掺铒光纤放大器(Erbium-doped Fiber Amplifier,EDFA)与波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术的联合运用成为实现多波长和超长距离传输必不可少的条件。其中,EDFA已是提高WDM系统信道数和光纤通信容量的关键部件。目前,主要工作在C波段(1530-1565nm)区域并得到广泛应用的传统石英基EDFA已不能满足系统的发展需求。因此,开发具有宽带放大能力和极高单位长度增益的非石英基EDFA,直接实现C+L波段 (1530~1610nm)区域宽带无缝放大,这对于WDM系统光纤通信容量的扩展以及系统集成化具有非常重要的实际意义。本论文结合当前光纤通信技术的发展需求,选择多组分宽带碲酸盐和铋酸盐重金属氧化物玻璃作为研究对象,基于自主实现从“宽带掺铒玻璃→宽带掺铒玻璃光纤→宽带掺铒玻璃光纤放大器”整个流程的研究考虑,围绕多组分宽带掺铒玻璃光谱性质的改性研究、多组分宽带掺铒玻璃光纤的研制和光谱性质测试、宽带掺铒玻璃光纤稳态和瞬态放大特性的理论研究三方面内容开展工作。论文的主要研究工作如下:1.开展了单掺稀土铒离子对于碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究WDM系统的集成化趋势,需要尽可能地提高光纤放大器增益介质中的稀土铒离子(Er~(3+))掺杂浓度以便得到高的单位长度增益,但过高的铒离子掺杂也会带来一些负面效应,影响到光纤放大器的性能指标。因此,本文首先开展了稀土铒离子掺杂对于组分为TeO_2-ZnO- La_2O_3(Na_2O)碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究,深入研究了1.53μm波段荧光谱、荧光强度和荧光寿命随铒离子掺杂浓度的变化关系。为此,论文运用Lorentz线型函数对测量到的荧光光谱进行了拟合分解,建立了一个等效四能级模型分析了各谱线成分相对强度随铒离子掺杂浓度的变化关系,剖析了1.53μm 波段荧光谱的展宽及其荧光主峰转移现象。同时,基于Forster-Dexter能量转移理论,结合荧光俘获效应的影响,系统分析了激发态~4I_(13/2)能级上铒离子无辐射能量衰减速率与其掺杂浓度的关系,从而指出了1.53μm波段荧光强度和荧光寿命在高掺杂浓度下发生猝灭的主要影响因素,并从无辐射能量转移机理出发分析对比了玻璃中稀土铒离子溶解性问题,计算得到了稀土铒离子的临界浓度和临界相互作用距离参数,确定了最佳掺杂含量。2.开展了多稀土离子共掺对于碲酸盐玻璃光谱特性的改性研究工作于1.53μm波段的掺铒光纤放大器通常采用1480或980nm波长进行泵浦。采用980nm波长泵浦,光纤放大器具有低的噪声系数,同时也存在着Er~(3+)离子吸收较弱、上转换发光现象严重而引起的泵浦效率较低缺陷。本文从提高980nm泵浦效率和Er~(3+)离子1.53μm波段荧光特性出发,开展了Er~(3+)、Yb~(3+)(镱)、Ce~(3+)(铈)多稀土离子共掺对于组分为TeO_2-ZnO-La_2O_3-Nb_2O_5碲酸盐玻璃光谱特性的影响研究。论文通过具体分析Yb~(3+)/Er~(3+)离子间能量传递过程,研究了Yb~(3+)离子掺杂对于Er~(3+)离子1.53μm波段荧光和上转换发光的增强作用,并给予了理论模拟。通过分析Er~(3+)/Ce~(3+)离子间的能量传递过程,研究了Ce~(3+)离子掺杂对于1.53μm波段荧光增强和上转换发光的抑制作用。从而指出相对于 Er~(3+)/Yb~(3+)双掺形式,Er~(3+)/Yb~(3+)/Ce~(3+)三掺是提高980nm泵浦效率和1.53μm波段荧光强度一种更加有效的组合掺杂方式。在此基础上,论文对基于声子辅助的Er~(3+)/Ce~(3+)离子间能量传递过程,首次提出了通过提高玻璃基质声子能量,减少能量传递过程中的能量失配程度,来进一步提高
附录A （规范性附录） 内包层直径试验方法 A.1 概述 本方法适用于双包层铒镱共掺光纤内包层直径的测试。 双包层铒镱共掺光纤内包层形状涉及多种多边形，应根据被测光纤内包层实际情况对其内包层直径进行测试。 当双包层铒镱共掺光纤内包层为N（N＞3）边形时，取任意连续不同的三条边进行切线圆拟合，共取3次，取3次拟合圆直径平均值作为内包层直径。并取中间值拟合圆圆心作为内包层中心与纤芯计算纤芯/内包层同心度误差。例如，六边形内包层光纤6条边依次为L1、L2、L3、L4、L5、L6，则可取L1、L2、L3三边，取L2、L3、L4三边，取L3、L4、L5三边分别作切线圆。如图B.1所示。 图A.1 六边形内包层切线圆示意图 图A.2是典型的八边形内包层双包层铒镱共掺光纤结构示意图 图A.2 典型的八边形内包层双包层铒镱共掺光纤结构示意图 A.2 测量设备 A.2.1 光学显微镜 采用具备配套几何尺寸拟合软件的光学显微镜。
A.3 试样制备 A.3.1 端面处理 剥去光纤一端的涂覆层，清洗干净，用专用光纤切割刀处理端面。 A.3.2 光纤放置 将光纤放置在光学显微镜下通过程序拟合多边形切线圆。 A.4 测试条件 在测量期间，温度15℃~35℃，湿度45%~60%。 A.5 测试步骤 A.5.1 接通测量系统相关仪器的电源，按规定进行预热。 A.5.2 把制备好端面的被测光纤放置在光纤显微镜中。 A.5.3 调整焦距及位置，保证被测光纤端面处于显微镜正中。 A.5.4 用拟合软件连续3次对不同三边进行切线圆拟合，并计算对应切线圆直径分别为D1、D2、D3。 A.5.5 取三个切线圆直径均值作为内包层直径D。 A.6 计算 内包层直径计算见公式（B.1）： ()………………………………………………(A.1) 式中： D—内包层直径； D1—（L1、L2、L3）三边切线圆直径，单位为微米（μm）； D2—（L2、L3、L4）三边切线圆直径，单位为微米（μm）； D3—（L3、L4、L5）三边切线圆直径，单位为微米（μm）。
MOPA放大技术 引言 1917年，Einstein在《关于辐射的量子理论》一文中首次提出了受激辐射的概念，他认为:在物质与辐射场相互作用中，构成物质的分子或原子可以在光子激励下产生新光子，这就为激光(受激辐射光放大)概念的提出打下了最初的理论基础。但是，激光器的研究真正开始于1958年科学家Schawlow和Townes 提出的利用尺度远大于波长的开放式光学谐振腔实现激光器的思想和Bloembergen提出的利用光泵浦三能级原子系统实现原子数反转的思想。之后，全球的研究小组开始了一场研制世界上第一台激光器的激烈竞赛。很快，在1960年，世界上第一台激光器诞生于美国California州休斯实验室，Maiman等科学家成功进行了红宝石全固态激光器的实验演示，从此开启了激光器研究的大门。 光纤激光器的研究起源于1961年，当时Snitzer在纤芯为300μm的掺钕玻璃波导中发现了激光辐射现象。随后，Snitzer等人又发表了有关共掺杂光纤中光放大的论文，分别提出了光纤激光器和光纤放大器的构想。 1966年，高馄和Hockham首次讨论了研制低损耗光纤的可能性，为现代光纤通信奠定了基础，也为通信波段光纤激光光源的研究提出了迫切的要求。 大约到了1975年左右，随着低损耗光纤的研制成功和作为光纤激光器泵浦源的半导体激光器的不断实用化，光纤激光器和光纤通信的研究开始进入了快速发展时期。 1985年，英国Southampton大学的Poole等人利用化学气相沉积法制作出了第一根低损耗的单模掺铒光纤(Erbium-doped Fiber, EDF)并制作了掺铒光纤激光器，标志着稀土离子掺杂技术走向成熟，也为各种掺杂增益光纤的制作奠定了基础。 1987年，英国Southampton大学的Mears等人和美国Bell实验室的Desurvire等人先后对掺铒光纤放大器进行了研究并验证了其可行性，实现了光纤通信线路中的光放大，极大推动了光纤通信向更长中继传输距离发展。 随后的二十多年里，光纤激光技术得到了迅速的发展，已不仅仅只是用于光纤通信。随着不同掺杂稀土离子光纤激光器被提出，如:掺铒、钕、镱、铥、铒/镱共掺、铥/钬共掺等等，其应用范围已经拓展到传感、医疗、工业加工以及军事国防等领域，尤其是高功率光纤激光器的提出，可谓是光纤激光器史上的一次技术革命。 1988年，美国Massachusetts州Polaroid公司首次提出了双包层光纤设计思想，泵浦光进入包层中传输，但是圆形内包层吸收效率很低。 1994年，Pask等人首次实现了包层泵浦，并制作了包层泵浦掺镜光纤激光器，获得500mW功率输出，中心波长为1040nm，使得在光纤中实现高功率激射成为可能。
东北石油大学课程设计 2014年3月7日
东北石油大学课程设计任务书 课程光电子技术课程设计 题目掺铒光纤放大器的设计 专业电子科学与技术姓名苗培梓学号100901240106 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容： 的掺铒光纤放通过学习光纤放大器的原理，设计一个能够对波长为1.55m 大器。 2、基本要求 要求在论文中写出掺铒光纤放大器的工作原理，结构与特性，以及优点与应用。 3、参考文献： [1] 刘增基，周洋溢著，光纤通信，西安电子科技大学出版社，2002.6. [2] 雷肇棣著，光纤通信基础，电子科技大学出版社，1999. [3] 马养武，包成芳，光电子学，浙江大学出版社，2003.3. 完成期限2014.3.3 ~2014.3.7 指导教师 专业负责人 年月日
第1章概述 掺铒光纤放大器，即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器，是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件，在使用光纤的通信系统中，不需要将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。 1.1研究意义 众所周知，现今是信息时代，社会信息化进程正在逐渐的深入，整个社会受信息运行的影响也随之越来越大，随着因特网的普及和网上应用，使人们对一些新型信息服务的需求越来越迫切，例如家庭办公、远程教育、电子商务等，因此这就需要用到功能强大的通信网络，光纤通信作为一种理想的通信手段，具有了诸如较大的通信容量、较长的无中继通信距离、良好的保密性等许多的优点，这使得光纤通信取代其它通信手段是一种必然的趋势。 在光放大器中，掺铒光纤放大器，即EDFA，的技术比较成熟，自身性能较好，所以它的应用比较广泛。它具有高增益、低噪声、输出功率大、串话小，对温度偏振不敏感，藕合效率高，易与传输光纤藕合连接，损耗低，不易自激，对信号速率和格式透明，并具有几十纳米的放大带宽等优点。由于它几乎接近完美的特性及半导体泵浦源的使用，导致了它在波分复用系统中的广泛应用，随着光纤通信向速度更快、带宽更大方向的发展，随之对掺铒光纤放大器的性能也有着更高的要求。 1.2发展趋势及其前景 掺铒光纤放大器的研究始于60年代早期，E.Snitzer发现掺铒玻璃对1.50微米波长的激光有放大作用，提出了掺杂光纤放大器的设想，但由于当时未能解决热淬灭效应问题，而且随后出现了半导体光放大器，使得掺铒光纤放大器的研究停滞不前。直到80年代中期，南安普敦大学的研究人员通过改进的化学气相沉积法（MCVD）成功研制出了掺铒光纤，并在之后制作出了利用650nm波长50mW 的红染料激光器为泵浦的EDFA具有25dB的小信号增益；几乎同时贝尔实验室
增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器及其应用 增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器及其应用 摘要：波分复用是光纤CATV系统进一步升级的主要方向。本文对增益平坦型铒镱共掺双包层光纤放大器（GF-EYDCFA）进行了理论和实验研究，相关数据表明，武汉光迅科技股份有限公司（简称光迅科技）开发的GF-EYDCFA能实现1543-1565nm范围内多波长光信号的增益均衡放大，其输出功率在1W以上，增益平坦度(<0.25dB)和噪声指数(<5.5dB)等关键指标均达到掺铒光纤放大器（EDFA）的水平。结合光迅科技相关产品的应用实例，本文还讨论了GF-EYDCFA在波分复用光纤CATV系统中的应用，分析表明，GF-EYDCFA能弥补EDFA功率水平偏低的不足，同时解决级联EDFA 造成的增益平坦度劣化问题。 关键字：EDFA，WDM，铒镱共掺，双包层光纤，CATV 1引言 光纤，因其近乎无限的带宽，成为信息爆炸时代无可替代的信息传输媒质，而波分复用（WDM）方式则是利用光纤带宽的最有效方法。目前主干网的光传输都利用了WDM 技术，而光纤CATV系统还是以单波长应用为主，因此光纤的带宽利用率很低。今后，随着CATV网络容量的增加以及业务管理灵活性的提高，应用WDM技术的光纤CATV 系统会越来越受到重视。 掺铒光纤放大器（EDFA），因其补偿了光纤线路中C（L）波段光信号的衰减，极大地延长了中继距离，是光纤通信蓬勃发展的关键因素。对于光纤CATV网，其光功率分配数目一般都比较大，因此对光放大器的输出功率要求都比较高。而由于EDFA的单模泵浦机理限制了泵浦功率（980nm/1480nm）水平，传统的EDFA很难实现高功率输出或者单位功率的成本非常昂贵，据了解，目前商用EDFA的最大饱和输出功率为500mW 左右，这显然很难满足光纤CATV系统的应用要求。为了获得高功率输出，铒镱共掺双
大模场直径（LMA）双包层掺铒光纤 Liekki公司采用专利的纳米粒子直接掺杂（Direct Nanoparticle Deposition :DND）技术推出了第一款双包层大模场直径的掺铒光纤，Er60-125DC，是掺铒光纤领域的最新尝试，和市场上传统的用于低功率光纤激光器和放大器的单包层掺铒光纤，以及用于高功率的铒镱共掺双包层光纤相比，Er60-125DC双包层掺铒光纤具有出色的效率。该光纤具有极高的铒离子掺杂浓度，保证光纤的高转换效率，20um的纤芯直径可以保证高功率的应用，同时只有0.07的纤芯数值孔径能够确保高质量的光束输出，八面形125um直径的包层易于使用，也可以方便和传统光纤相连。Er60-125DC已经展示了非常出色的性能，在980nm泵浦的情况下，该光纤的转换效率>30%,激光的发射谱能够高达1.6um波段。 Liekki公司的产品经理Mr. Mikko Soderlund说：Er60-125DC双包层掺铒光纤的研制成功非常清楚地展示了纳米粒子直接掺杂（Direct Nanoparticle Deposition :DND）技术的能力和质量，Er60-125具有高的掺杂浓度，大的纤芯/包层比，低粒子聚集，和低的背景损耗。采用传统的光纤制作工艺不能把这些特性融合在一起制作高质量的光纤。Er60-125DC的出现将完全打开1.5um波段这一人眼安全波长领域的一些新的应用机会，同时为在这个核心平台上进一步开发其他芯径/包层的双包层掺铒光纤，其他类型的光纤例如偏振保持和全玻璃双包层掺铒光纤留下空间，从而满足更多客户的应用需求。 Er60-125DC将为1.5-16um波段带来很多的应用机会，例如： 人眼安全波长的光纤激光器和光纤放大器 军用和商用激光雷达（Lidar） 单频光纤激光器 高峰值功率脉冲光纤放大器 超短脉冲光纤放大器 工业加工 医疗成像等领域和铒镱共掺双包层光纤相比，采用直接掺铒的方式可以避免一些铒镱共掺光纤众所周知的缺点，例如铒镱共掺光纤具有比较差的转换效率，转换效率的重复性差，纤芯数值孔径偏高，在1um波段有寄生光激发等等。Er60-125DC可以采用980nm或者1480nm泵浦，Liekki公司同时提供相匹配的（6+1）x1泵浦/信号合束器等产品用来满足实际应用的需求。
现代通信光电子学实验报告 实验名称：测量掺铒光纤放大器放大特性 学生姓名： 学号： 同组学生姓名：何子力 实验日期：2017.5.14 报告提交日期：2017.5.28
目录 一、实验目的和要求 (1) 二、实验内容和原理 (2) 2.1 掺铒光纤放大器的工作原理 (2) 2.2 增益特性分析 (5) 三、主要仪器设备 (6) 四、操作方法与实验步骤 (6) 五、实验结果记录 (9) 六、实验结果分析 (12) 七、结论与思考 (15) 八、参考资料 (16) 九、附件 (16)
一、实验目的和要求 1、了解掺铒光纤放大器的工作原理 2、理解惨耳光纤放大器（EDFA）的基本结构和功能； 3、测试掺铒光纤放大器（EDFA）的各种参数并通过测量的参数计算增益， 输出饱和功率，噪声系数 4、了解影响掺铒光纤放大器放大率的因素 5、了解怎样使用实验仪器 6、确定掺铒光纤放大器工作的临界状态，绘制放大特性曲线 二、实验内容和原理 在光纤放大器实用化以前，为了克服光纤传输中的损耗，每传输一段距离都要进行“再生”，即把传输后的弱光信号转换成电信号，经过放大、整形后，再去调制激光器，生成一定强度的光信号，即所谓的O—E—O光电混合中继。但随着传输码率的提高，“再生”的难度也随之提高，于是中继部分成了信号传输容量扩大的“瓶颈”。光纤放大器的出现解决了这一难题，其不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了损耗对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了C＋L波段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用、密集波分复用、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。
掺饵光纤放大器光纤通信课程设计
光纤通信课程设计题目：掺饵放大器 学院：物理与电子科学学院 年级专业： 08级电子<1>班 作者：侯进 学号： 200840620110 指导教师：刘广东
目录 概述 (3) 1. 铒离子的电子能级图 (3) 2. 掺铒光纤的光放大原理 (5) 3.掺饵光纤放大器的基本结构 (6) 4. 掺饵光纤放大器的特点 (7) 4.1 优点 (7) 4.2 缺点 (7) 5. 掺饵光纤放大器的应用 (8) 6. EDFA的增益特性 (8) 6.1 EDFA的放大特性 (8) 6.2 EDFA对增益的影响 (8) 7. 技术展望 (9) 参考文献 (9)
掺饵光纤放大器 概述 光纤通信中采用光纤来传输光信号，一般它受到两方面的限制:损耗和色散。就损耗而言，目前光纤损耗的典型值在1.3μm波段为0.35dB/km，在1.55μm波段为 0.20dB/km。由光纤损耗限制的光纤无中继传输距离为 50-100km. 90年代初期EDFA的研制成功，打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制，使全光通信距离延长至几千公里，给光纤通信带来了深刻的变化。 一般，光放大器都由增益介质、泵源、输入输出耦合结构组成。根据增益介质的不同，目前主要有两类放大器，一类采用活性介质，如半导体材料和掺稀土元素的光纤。掺稀土光放大器，是在光纤芯层中掺入极小浓度的稀土元素，如饵、谱或铥等离子制作出相应的掺饵、掺镨或掺铥光纤。光纤中掺杂离子在受到泵浦光激励后跃迁到亚稳定的高激发态，在信号光诱导下，产生受激辐射，形成对信号光的相干放大。主要有: 掺铒光纤放大器（EDFA－Erbium Doped Fiber Amplifier）、掺镨光纤放大器(PDFA- Praseodymium Doped Fiber Amplifier) 和掺铥 光纤放大器 (TDFA- Thulium Doped Fiber Amplifier)
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 ■ ? ■ ■ ■
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： p 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 I Er^Dopfid Fiber Ootlc.1 PumpSlQn*! 器鶯呎 PT AfflplWied Signal ■ Optical IsoLatof
掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器分析和比较摘要：光放大器技术是新一代光纤通信系统中一项必不可少的关键技术，目前几种主要的光放大器技术在工程应用中各有所长。此文介绍了光放大器技术的基本原理，并对现有主要几种光放大器技术在性能、应用和发展方向上进行了比较。 关键词：掺铒光纤放大器；光纤拉曼放大器 0、综述 20世纪90年代以来，Internet的普及发展和各种信息(如语音、图像、数据等)业务的快速增长，人们对现代通信系统提出了更高的要求。在市场需求的大力推动下，通信技术取得了长足的进步，其中光纤通信技术脱颖而出，以其高速优质的特点，一跃成为当今长距离、大容量传输干线的主流技术。但由于光纤损耗和非线性的影响，无中继传输距离成为制约系统容量和速率的瓶颈，而中继放大技术成了光通信领域的关键技术之一。传输系统中的光纤损耗使信号随传输距离呈指数衰减，极大地限制了通信传输跨距和网络的可扩展性，因此必须在通信线路上设置中继器对信号进行再生放大。在光放大器没有出现之前，光纤传输系统普遍采用光－电－光(OEO)的混合中继器，但这种中继方式存在“电子瓶颈”现象，在很大程度上限制了传输速率的提高，而且价格昂贵、结构复杂。20世纪80年代出现的光放大器技术具有对光信号进行实时、在线、宽带、高增益、低噪声、低功耗以及波长、速率和调制方式透明的直接放大功能，是新一代光纤通信系统中不可缺少的关键技术。此技术既解决了衰减对光网络传输距离的限制，又开创了1550nm波段的波分复用，从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实，是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑（1）。又由于此技术与调制形式和比特率无关，因而在光纤通信系统中得到了广泛应用。 1、光放大器分类及原理 光放大器(OA)一般由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成，其作用就是对复用后的光信号进行光放大，以延长无中继系统或无再生系统的光缆传输距离。一个好的光放大器应具有输出功率高、放大带宽宽、噪声系数低、增益谱平坦等特性。光放大器主要分为光纤型放大器（FA）和半导体放大器（SOA）两大类，其中光纤型放大器（FA）还可再分为掺稀土光纤放大器和常规光纤放大器，具体分类详见图1（2）.本文中，仅对掺铒光纤放大器(EDFA)和光纤拉曼放大器(FRA)作以介绍和分析。
特种玻璃光纤和制备工艺技术 1.光纤的分类与应用 光纤即光导纤维,它是工作在光波波段的一种介质波导多为圆柱形,它把以光的形式出现的电磁波能量利用全反射原理约束在其界面内,使光沿光纤轴线的方向传播。光纤有多种不同的分类方法,根据光纤的组成材料不同,可以分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、塑料光纤、晶体及液芯等特种光纤等。其中,石英玻璃光纤的传输损耗最低已经广泛应用于光通信传输;多组分玻璃光纤材料损耗大,但其芯-皮折射率可在较大范围内调节有利于制备大数值孔径的光纤,且其稀土掺杂浓度大可以用于光纤激光器和放大器;塑料光纤虽然成本低,但损耗大、稳定性差难于应用。按光纤的结构分,有:①单包层光纤,其基本结构是两层圆柱状介质,内层芯层的折射 率大于外层包层,满足一定条件的光在界面处产生全反射被束缚在芯层传播;②双包层光纤,它是在稀土掺杂的单模光纤外面形成了一个大尺寸、大数值孔径的多模泵浦区,又称内包层,双包层光纤的出现大大提高了泵浦功率从而推动了大功率光纤激光器的发展;③光子晶体光纤,它是由周期性排列的毛细孔组成包层,芯层可以是玻璃也可以是空气孔形成的结构缺陷。光子晶体光纤的导光机理与传统光纤不完全相同,它利用光子带隙结构使一定波长和传输常数范围内的光无法在横向扩展而穿透包层材料,从而达到沿轴向传播的目的。此外,按折射率的分布光纤又分为阶跃型(SI和渐变型(GI,所谓阶跃型光纤,是指在纤芯和包层内,折射率分布是均匀的,只有在包层与纤芯界面处,折射率的变化是阶跃的。渐变型光纤,是指在光纤的轴心处,其折射率最大,而沿光纤横截面径向r 的增大而逐渐变小,到了纤芯与包层的交界处,降到与包层折射率相等的数值,而包层中的折射率分布是均匀的。 根据光纤中传输模式的数量,又可将光纤分为单模光纤和多模光纤两类。传输模式是指光在光纤中传播时的电磁场分布形式,一种电磁场分布称为一个传输模式。当光纤中只传输一种模式时,这种光纤被成为单模光纤。单模光纤纤芯芯径极细,约为4~10μm,其折射率分布一般采取阶跃分布。单模光纤只传输基模,不存在模式色散,传光特性较好,它适用于大容量、长距离光纤通信。但由于截面尺寸小,在制