EDFA,EPFA,TDFA的比较
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PTFE(聚四氟乙烯)和 PFA(四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)管从外表上看并没有什么明显的区别,主要的区别可能体现在性能上,所以PFA 管和PTFE管这两种管材的实际用途也是不同的。
先来看一下PTFE管的特点,它是一种白色不透明的管材,其形式比较多,包括了导管、软管、管道内衬管、编织增强管等多种。
经测试,PTFE管具有优异的耐高低温性能和耐化学药品性,可以输送温度高达260℃的液体或气体。
(上图:PTFE管)而PFA管是用可熔融加工的热塑性塑料制作而成的,虽然同样也有优异的耐应力开裂性和弯曲寿命,但很明显在渗透性方面是不如PTFE管的。
由于PFA 管中金属离子的含量很低,所以也能在较高温度下保持较强的强度和爆破压力。
正是因为PTFE 管具备优异的电性能,所以也使其成为电子、电工领域适宜的材料,主要用于电工绝缘护套、化工输送、热交换器、化工重防腐等。
而PFA 管可以用来制作成各种规格的消解管(上图:PFA消解管)PFA消解管的外观是半透明的,同时还拥有很多优异的性能,比如耐高低温性、耐腐蚀性、耐绝缘性、防污染性等等。
外观半透明。
由于PFA材料有非常低的溶出和析出,所以可以成为储存标准物质、强腐蚀性物质的理想之选;看来不管是PFA管还是PTFE 管,都有属于其自身的独特性能,促使其在各个不同领域内发挥作用,两者的应用并没有冲突,甚至可以相互弥补。
深圳市丹凯科技有限公司(ShenZhen DanKai Technology Co.,ltd.),前身为成立于1998年的东莞市丹帝绝缘材料氟塑材料厂,多年来专业从事FEP、PFA、PTFE等氟塑料管棒板膜制品以及其他绝缘材料的研发、生产和销售。
公司拥有资深的研发团队以及从国外引进的先进设备和生产线,并先后通过ISO9001、SGS、FDA认证,得到华为、富士康、美的、中兴、Intel、AirTAC 等国内外客户的充分肯定。
可应客户要求订制加工生产各种规格的氟塑料产品。
对几类放大器的认识在DWDM系统中,特别是超远距离的传输中,由于不可避免的存在光纤信号功率的损失和衰减,所以补偿是必要的。
现在常用的放大器有掺铒光纤放大器(EDFA),拉曼放大器(FRA),半导体激光放大器(SOA),光纤参量放大器(OPA)。
现就这几类放大器的工作原理和特殊情况做一下说明。
1)掺铒光纤放大器(EDFA)EDFA(Erbiur Doped Fiber Amplifer)是光纤放大器中具有代表性的一种。
由于EDFA 工作波长为1550nm,与光纤的低损耗波段一致且其技术已比较成熟,所以得到广泛应用。
掺铒光纤是EDFA的核心原件,它以石英光纤作基质材料,并在其纤芯中掺入一定比例的稀土原素铒离子(Er3+)。
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,由于Er3+在高能级上寿命很短,很快以非辐射跃迁形式到较高能级上,并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。
由于这两个能级之间的能量差正好等于1550nm光子的能量,所以只能发生1550nm光的受激辐射,也只能放大1550nm的光信号。
EDFA的组成:工作原理图:那么,EDFA的输出公路车是如何控制的呢?一般来说,EDFA的输出功率与输入信号光强度,铒纤的长度以及泵浦光的强度。
在EDFA使用的过程中,一般要控制好EDFA的平坦增益,那么不平坦的增益和平坦增益有什么区别呢?平坦的输出增益会使EDFA放大的输出功率得到一个稳定的信号增益。
如何控制增益?增益的控制室有2种选择的,一种是掺金属元素,另外一种是GFF定制,所谓的掺金属元素是值得是掺杂金属铝元素。
有上图可以知道,掺铝的金属元素的EDFA在增益的控制上明显要比不掺铝的EDFA平坦的多。
需要注意的是:EDFA在放大信号的同时也放大了噪声,而噪声主要来自EDFA的自身受激辐射,是主要的噪声源,也是系统OSNR劣化的主要原因。
放大器产生的自发辐射噪声功率为:PASE = -58 + NF + G (dBm)其中NF为光放大器噪声系数(dB)、G为光放大器的增益(dB)除了放大功率之外,还有几个量也是EDFA中比较重要的,了解他们,有助于在EDFA 故障中的维护定位:作电流:也称作偏置电流,其决定着放大板的输出光功率。
PTFE弹簧管、FEP弹簧管和Pfa弹簧管三者都可以叫做“铁氟龙弹簧管”。
由于PTFE、FEP 和Pfa本身的性能各异,对应的产品性能有些不同,具体如下:一、PTFE弹簧管名称:PTFE盘旋管,PTFE螺旋管,PTFE弹簧管,耐气压四氟弹簧管、铁氟龙伸缩管、聚四氟乙烯管螺旋管。
产品规格:可定制产品材质:聚四氟乙烯工作温度:-196℃-260℃电压等级:600v 扩张强度:≥24.5mpa介电系数:103-106hz 2.1熔点:327℃耐压:2500v(60秒)无击穿用途:聚四氟乙烯管,广泛应用于机械、化工、航空、电气电子、国防工业、尖端科技、医疗卫生及电绝缘等领域。
电器绝缘,理化仪器,电子通迅,航空,汽车,医疗,电热等领域。
图1:PTFE弹簧管来源:网络产品特点:聚四氟乙烯挤出管(ptfe)具有极优的化学稳定性,能耐所有强酸、强碱、强氧化剂,与各种有机溶剂也不发生作用。
ptfe使用温度范围较广,常压下可以长期应用于-180℃~250℃,在250℃高温下处理1000h后,其力学性能变化很小。
ptfe具有很低的摩擦因数,是一种良好的减摩,自润滑材料,其静摩擦系数小于动摩擦系数,因此用以制作轴承有启动阻力小,运转平滑的优点。
由于ptfe无极性,耐热及不吸水,因此又是一种优良的电绝缘材料。
还具有优良的耐老化性,不黏性及不燃性。
聚四氟乙烯挤出管是由聚四氟乙烯分散树脂糊膏挤出而成!导线绝缘护套,腐蚀性流体介质管道、各种高频率下使用的电绝缘零件等。
二、FEP弹簧管。
2.1名称:FEP盘旋管,FEP螺旋管,F46弹簧管铁氟龙伸缩管又名铁氟龙弹簧管,不知道弹簧管还有这么个别称。
说到弹簧管大家可能概念性更强。
铁氟龙弹簧管,顾名思义,形似弹簧,只是材质不同,有PTFE、FEP、PFA等材质的弹簧管。
铁氟龙弹簧管即由铁氟龙材料制作得到的弹簧管,常常被用于热交换器、蒸汽管;各种频率电线电缆护套、槽绝缘管;各种腐蚀性介质(苛刻溶剂)输送管道;液晶制造装置;高纯度试剂输送管;替油电机用糟绝缘管;通本单端发光单芯光纤用管、空调线束组件用管等领域。
PFA塑料制品有:Pfa软管、Pfa波纹管、Pfa弹簧管、Pfa旋切管和Pfa热缩管。
下面铁氟龙管小姐姐为大家一一介绍:一、几者之间的共性:1.1、同属PFA塑料,可溶性聚四氟乙烯。
PFA塑料为少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物。
熔融粘结性增强,溶体粘度下降,而性能与聚四氟乙烯相比无变化。
此种树脂可以直接采用普通热塑性成型方法加工成制品。
适于制作耐腐蚀件,减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件,高温电线、电缆绝缘层,防腐设备、密封材料、泵阀衬套,和化学容器。
1.2常用特性:①使用温度:-200度到260度;②、易加工性:能翻边,焊接;③、耐老化性:可长时间暴露在臭氧、阳光下,不老化;④高透明性:在所有塑料中折射率最低,可以非常直观看清管内介质的流动情况。
⑤耐腐蚀性:能够承受除了熔融的碱金属,氟化介质以及高于300°的之外的所有强酸,强氧化剂,强还原剂及各种有机溶剂的作用。
不常用特性:密度:2.16-2.20g/cm³;体积电阻>1×1018;表面电阻>2×1013;耐电弧>165秒不漏电;低吸水性:吸水率<0.1%;最低摩擦系数:摩擦系数最小;表面不粘性:已知的固体材料头不能粘附在表面上;不燃性:空气中不会燃烧,符合对消防要求严格的场所;无毒性:无毒无味,具有生理惰性,对人和环境没有任何危害。
1.3颜色:常用颜色:透明,黑色,彩色;不常用颜色:黄色,棕色,绿色,蓝色等。
二、Pfa软管、Pfa波纹管、Pfa弹簧管、Pfa旋切管和Pfa热缩管之间的不同点:2.1、Pfa管/Pfa软管1、名称:Pfa管,可溶性聚全氟乙丙烯管,透明铁氟龙管。
2、常用颜色:透明,黑色;3、用途:半导体制造装置,热交换器,蒸汽配管,腐蚀性介质输送管,电线电缆护套,槽绝缘管,全包氟塑O型密封圈用管。
4、常用规格有现货:内径*外径(单位:mm)其它规格可订做公制:2*4 3*5 4*6 5*7 6*8 8*10 8*12 9*12 10*12 12*14 14*16 16*18 18*20英制:1/8英寸(1.6*3.2),1/4英寸(3.96*6.35),3/8英寸(6.35*9.525),1/2英寸(9.5*12.7),3/4英寸(15.88*19.05),1英寸(22.2*25.4);可生产规格,内径0.5mm到内径200mm,壁厚0.12mm到3mm。
本文摘自再生资源回收-变宝网()分析氟塑料的八个种类一、定义氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物,它们有聚四氟乙烯(PTFE)、全氟(乙烯丙烯)(FEP)共聚物、聚全氟烷氧基(PFA)树脂、聚三氟氯乙烯(PCTFF)、乙烯一三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、乙烯一四氟乙烯(ETFE)共聚物、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)。
二、种类1、聚四氟乙烯PTFE抗冲强度高,但拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性比其它工程塑料差。
有时加入玻璃纤维、青铜、碳和石墨来改善其特殊的机械性能。
它的摩擦系数几乎比任何其它材料都低,具有很高的氧指数。
PTFE可制成粒料、凝结的细粉(0.2微米)和水分散液。
粒状树脂用于压塑和柱塞挤塑;细粉可以糊状挤塑成薄壁材料;分散液可用作涂料和浸渍多孔材料。
在美国市场经销的纯的PTEE产品有AuimontUSA公司的AI-goflo牌、DUPOut公司的Teflon牌、ICIAInericasInc的FI牌、HOechstCelanese公司的HOSaflon牌。
PTFE具有非常高的熔体粘度,这妨碍了惯用的熔融挤塑或模塑技术的采用。
粒状PTFE的模塑和挤塑方法与粉状金属和陶瓷用的方法相似——先压缩再高温烧结;细粉需与加工辅料混合(如石脑油)形成糊状,然后在高压下挤成薄壁材料,再加热除掉挥发性的加工助剂,最后烧结。
2、聚全氟乙丙烯FEP是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的。
FEP结晶熔化点为580℉,密度为2.15g/CC(克/立方厘米),它是一种软性塑料,其拉伸强度、耐磨性、抗蠕变性低于许多工程塑料。
它是化学惰性的,在很宽的温度和频率范围内具有较低的介电常数(2.1)。
该材料不引燃,可阻止火焰的扩散。
它具有优良的耐候性,摩擦系数较低,从低温到392℉均可使用。
该材料可制成用于挤塑和模塑的粒状产品,用作流化床和静电涂饰的粉末,也可制成水分散液。
半成品有膜、板。
棒和单纤维。
美国市场经销的FEP有DUIPont公司的Teflon牌、Daikin公司的Neoflo 牌、HoechstCelanese公司的IHoustaflow牌。
各种涂层特性比较1.各种氟树脂的性能E-CTFE (Halar), ETFE (Teflon)、FEP(Teflon) 、PFA (Teflon) 以及改性 PTFE 和部分氟化或者全氟化高分子材料一样,可以用热塑性成型方法来加工,它们对几乎所有的有机和无机化合物,不管是酸性还是碱性,都有着很高的耐性。
这些材料对酸、碱、溶剂和氯化物,显示出普遍持久的耐性。
其分子链的典型特征就是分子间力很强的氟- 碳键。
除了对多种化学品的很强的耐性外, E-CTFE 还显示出高温下在耐磨性、冲击耐性和韧性,以及完全的真空耐性(例如良好的附着力)等方面优良的抗机械破坏的品质。
2.各种氟树脂涂层材料2.1 涂层材料概要涂层体系(缩写)化学描述喷涂乳液体涂层喷涂粉体涂层PTFE聚四氟乙烯有无PFA四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物有有FEP四氟乙烯和全氟丙烯的共聚物有有ETFE乙烯和四氟乙烯的共聚物有有E-CTFE乙烯和三氟氯乙烯的二元共聚物无有2.2 各种涂层体系的性能比较概要PTFE ●摩擦系数低●耐蠕变性好●熔融性较差●可以热塑性成型方法加工但无法涂厚●化学耐性好●乳液喷涂不粘、耐磨、润滑型最厚为80微米,耐温范围在:-200 °C 至+ 260 °C 之间。
●①板衬衬层厚度为3mm,-30°C至+130°C之间。
②模压层厚度为8mm-10mm,-30°C至+210°C。
FEP(F40)●化学耐性与PFA相近●机械耐性不如 PFA 和 PTFE●耐温范围在 -190 ° C 至+ 200° C 之间●防粘性能比 PFA 更优●粉末、乳液喷涂不粘型为100微米,耐温范围在:-190 °C 至 + 200 °C 之间。
●粉末重防腐型为2000微米,耐温范围在:-150°C至+190°C,③模压层厚度为8mm-10mm,-50°C至+180°C。
pfa的单体单元种类和比例
PFA(聚氟乙烯共聚物)是一种高性能工程塑料,具有优异的耐
化学品、耐热性和电气绝缘性能。
在PFA的制备过程中,可以通过
不同的单体和比例来调整其性能和特性。
以下是PFA常见的单体单
元种类和比例的介绍:
1. 氟乙烯(VF2)单体,氟乙烯是PFA的主要单体之一,它含
有氟原子,赋予了PFA优异的耐化学品性能。
氟乙烯的比例通常在50%到80%之间,高比例的氟乙烯会增加PFA的耐腐蚀性能。
2. 六氟丙烯(HFP)单体,六氟丙烯是另一个常用的PFA单体,它具有较低的熔点和较高的柔韧性。
六氟丙烯的比例通常在10%到40%之间,高比例的六氟丙烯可以提高PFA的耐热性和柔韧性。
3. 三氟氯乙烯(TFE)单体,三氟氯乙烯是一种常见的PFA单体,它具有良好的电气绝缘性能和耐热性。
TFE的比例通常在5%到30%之间。
4. 其他单体,除了上述三种主要单体外,PFA的制备过程中还
可以加入少量的其他单体,如四氟乙烯(TFM)和乙烯(VDF)。
这
些单体的加入可以改变PFA的特性,如增加其耐磨性和机械强度。
需要注意的是,PFA的单体单元种类和比例的选择会影响其最终的性能和特性。
不同的应用领域和要求可能需要不同的单体单元组合。
因此,在实际生产中,制造商会根据具体需求来确定最佳的单体单元种类和比例,以获得所需的PFA材料性能。
特氟龙系列涂层PFA和ETFE具有优异的材料性能,与传统搪瓷涂层相比具有无法比拟的优异性。
PFA或ETFE涂层与搪瓷的比较
PFA或ETFE 搪瓷
可以耐各类酸,碱不能耐氟离子,溴离子及碱性物料可以耐中强度冷热温差温差过大容易爆瓷
可以喷涂各类复杂搅拌及塔内件目前国内没有这个技术
有极低的摩擦性,一般物料很难粘壁摩擦性一般,物料容易粘壁
使用寿命长使用寿命一般
由于国外原料控制,故制作成本较高国内搪瓷釜价格一般,国外价格还是
很高
东莞氟邦防腐材料有限公司是一家专业从以经营进口高性能氟树脂涂料为主导的创新型企业。
主要品牌包括日本大金,日本旭硝子,美国杜邦,产品类别包含PFA粉末涂料,ETFE 粉末涂料,ECTFE粉末涂料,氟树脂涂层具有优秀的不粘性,耐高低温性,耐磨损,耐化学腐蚀性,主要用于反应釜内衬,喷涂挂具,白炽灯保护涂层,模具脱模,高温烤盘抗粘,热交换器。
ETFE滚涂粉;F40滚涂粉;PFA静电喷涂粉末;ETFE静电喷涂粉末;特氟龙静电喷涂粉;。
特氟龙分为PTFE、FEP、PFA、ETFE几种基本类型:·特氟龙PTFE:PTFE(聚四氟乙烯)不粘涂料可以在260℃连续使用,具有最高使用温度290-300℃,极低的摩擦系数、良好的耐磨性以及极好的化学稳定性。
·特氟龙FEP:FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)不粘涂料在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜,具有卓越的化学稳定性、极好的不粘特性,最高使用温度为200℃。
·特氟龙PFA:PFA(过氟烷基化物)不粘涂料与FEP一样在烘烤时熔融流动形成无孔薄膜。
PFA的优点是具有更高的连续使用温度260℃,更强的刚韧度,特别适合使用在高温条件下防粘和耐化学性使用领域。
·特氟龙ETFE:ETFE是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物,该树脂是最坚韧的氟聚合物,可以形成一层高度耐用的涂层,具有卓越的耐化学性,并可在150℃下连续工作。
经过特氟龙涂装后,具有以下特性:烤炉片1、不粘性:几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合。
很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。
2、耐热性:特氟龙涂膜具有优良的耐热和耐低温特性。
短时间可耐高温到300℃,一般在240℃~260℃之间可连续使用,具有显著的热稳定性,它可以在冷冻温度下工作而不脆化,在高温下不融化。
3、滑动性:特氟龙涂膜有较低的摩擦系数。
负载滑动时摩擦系数产生变化,但数值仅在0.05-0.15之间。
4、抗湿性:特氟龙涂膜表面不沾水和油质,生产操作时也不易沾溶液,如粘有少量污垢,简单擦拭即可清除。
停机时间短,节省工时并能提高工作效率。
5、耐磨损性:在高负载下,具有优良的耐磨性能。
在一定的负载下,具备耐磨损和不粘附的双重优点。
6、耐腐蚀性:特氟龙几乎不受药品侵蚀,可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。
铁氟龙广泛应用于耐高温、要求搞粘性的行业。
特氟龙的喷涂,要用喷涂或浸涂,常温的基本没有,有最低180度烧结的,但它只用于耐磨,不能用于防粘.不老化、不粘、在无负荷情况下能在-180℃—+260℃温度下使用,在已知固体材料中它具有最低摩擦系数。
EDFA,EPFA,TDFA的比较深圳市一通光电有限公司张伟明1前言近年来,包括有线电视在内的光纤通信系统,由于光纤干线的普及,为了适应通信容量的扩大和远距离传输网络高功能化的需要,波分复用(WDM)技术有了新的发展。
但在WDM 系统中,最有力的关键技术,就是光纤放大器的实用化。
众所周知,在光纤线路中,最有影响的指标一是色散,另是衰减损耗。
关于色散问题将另外探讨。
衰减是指光信号在光纤内传输过程中,产生的光功率损耗而言。
衰减量是将每 1km产生的损耗,用dB表示之值,例如单模光纤约为0.2dB/km,大约传输15km时损耗达3dB。
为了实现远距离的光信号传输,首先在CATV系统中,应用光纤放大器的是工作在光损耗最小的1.5μm波域的掺何光纤放大器(EDFA)。
但在通信系统中,由于早期铺设的光纤条件的限制,利用1条光纤传输10GbPS的高速信号比较复杂,但如利用2.5Gbps×4的四波WDM传输,则很容易实现。
因此,从90年代后期起WDM的发展,也推动了EDFA的进步。
目前,1.5μm的 EDFA波域,除了早期的1530~1560nmEDFA之外,还出现了拓宽波域的增益位移(GS)型EDFA (1570~1600nm)。
另外,在CATV系统中应用最多的1.3μm波长的单模光纤(SMF)系统中,由于波长色散甚小即使不作色散补偿,也能传输高至10Gbps的优点,一直受到业界的重视。
但由于1.3μm 的SMF传输损耗较大(一般为0.30dB/km)。
所以只适用于近、中距离传输。
今后,随着1.3 μm的远距离传输需要增加,新问世的1.3μm波域的掺谱光纤放大器(EPFA)也成了业界关心的热点。
最近,由于因特网的爆发式增长,为了有效地利用光谱波长资源,在开发太比秒级(1Tbp)的高速信号中,高密度波分复用(DWDM)又称密集波分复用技术的发展,也促进了 1.4μm波域的利用。
为此目的研制的掺铥光纤放大器(TDFA)的实用化也是业界关心的产品。
还有,应用光纤拉曼现象的拉曼光纤放大器,随着WDM技术的应用,又重新抬头,在实现超宽波域达100nm放大方面颇具特点。
本文拟就涉及扩展光纤网络容量的各种光纤放大器的现状与发展动向作一综述,以飨读者。
2 EDFAEDFA是在石英光纤中掺入稀十元素饵(Er)作成的掺饵光纤放大器(Erbium Doped FiberAmplifier)的缩语。
其放大机理是在掺饵的单模光纤中,利用1.47μm的激光器向纤芯中饵元素泵激时,可使1.5μm波长的光信号,产生感应辐射而得到放大。
由于EDFA具有增益高(30dB),输出功率高(18dBm)和噪波少、波域宽的特点,在C ATV干线和光通信网络中得到了广泛的应用。
2.1 EDFA的宽带化 EDFA早期的产品,虽然工作波域为1530~1550nm,但随着技术的进步,尤其是因掺杂物质的不同,开发出了一系列波域的EDFA。
在石英系列的掺饵光纤(EPF)中,再添加铝(AI)元素时,就可改善增益波长特性的平坦度。
在WDM系统中,对1.5μm 波域传输的波段也有更细的划分法。
例如:短波长的S波段为1450~1530nm,中波长的M 波段为1530~1570nm (也有称1540~1580nm为C波段的),长波长的L波段为1570~1650nm。
在石英系列EDFA中,有采用两级构成并在级间插入增益均衡器(GEQ),用以均衡放大波长特性,来满足WDM的增益波动在1dB以下的。
例如在C波段中曾达到了增益22dB, 1dB 的带宽 40nm的指标。
为了在长波长波域也能实现宽带放大,也有利用比正常EDFA还长5~6倍的掺饵光纤,使高增益波域移到长波长波域的,此型的指标是在1570~1610nm波域没有GEQ的情况下也能作到增益偏差小于1dB,噪声指数(NF)6dB,只是泵激效率稍低。
除此之外,为了扩大波域,除石英玻璃之外,也正在开发氟化物玻璃和跨系列的EDFA,有报告称已经达到了1532~1608nm波域增益20dB,3dB带宽76nm,NF<7dB的指标。
至于氟化物EDFA在增益波长特性的平坦性也较好,如果与拉曼光纤放大器并用,有报告称:在波域75nm的宽带中,增益为18dB、NF<7.4dB,达到了全波域的无缝隙放大的要求。
2.2 EDFA的大功率化随着波分复用的波长数量的增加,也要求增大EDFA的光输出功率。
信号光在中心的纤芯里,以单模(SM)传播,而泵激光则在内包层以多模(MM)传播。
泵激光的泵激效率与一般的EDF相比稍低,但由于采用价廉且功率大的980nm多模LD光源具有优势。
C波段放大器是用980nm和1480nm泵激构成的EDFA。
通过C波段EDFA的输出瑞环行器的 C波段信号,受到L波段放大器输入端的光纤布拉格光栅(FBG:Fiber BragGrating)1的反射后输出。
L波段光则被采用双包层光纤的反射型EDFA进行放大,再受到FBG 2经EDFA 输出。
泵激光是通过 FBG 2射入双包层光纤的。
在全信号输入+2dBm时,光输出为+23dBm, NF<4.4dB(C波段), N<7.7dB(L波段)。
从上述一些实验报告来看,EDFA 在宽带化和大功率化方面,尤其是在WDM的应用方面都取得了新的进展。
目前,存在的问题是在EDFA或放大波域内的增益波长特性还有些变动,今后在平坦性上尚待改进。
3 PDFAPDFA是掺话光纤放大器(PraseodymiumDoped Fiber Amplifier)的缩语。
目前,在 CATV 应用最广泛的是1.3μm的单模光纤。
为了能在1.3μm波长的有限资源中,也能开展远距离传输和WDM业务,业界一直注视着1.3μm的光纤放大器的开发动向。
早在1988年就进行过掺钛(Nd)的光纤放大器的研制。
当时主要因为在石英玻璃光纤中,Nd的发光中心波长位于1.34μm,而偏离光通信波长的1.31μm,再加上又呈现很强的受激态吸收(ESA),未能获得高增益而告终。
后来,在1991年开发PDFA,其1.3μm 发光波长,恰与通信光波长的1.3μm相一致,且能获得高增益,于是便开展了PDFA的实用化研究。
3.1 掺镨的1.3μm光纤放大器在PDFA的1.3μm光纤放大器中,因为在石英玻璃等具有大的声子能量的氧化物玻璃中,不易得到Pr在1.3μm的发光。
于是不得不改用各种成分间的结合,具有离子性和声子能量小的氟化物玻璃。
所以,1.3μm用的PDFA的光纤是采用氟化物玻璃为原料作成的。
但经过实验比较又发现烟(In)系列氟化物玻璃比错(Zr)系列氟化物的发光特性和位能量子效率方面均更优异。
因此,目前PDFA所用的光纤基本是采用烟系列氟化物光纤。
为了提高可靠性有将PDFA做成模块的放大器采用In系列掺饵单模光纤组成,前段和后段均为12m长,利用1017um LD光源泵激模块尺寸宽15.24mm,高194mm,纵深247mm。
LD 驱动电流为240mA ×2台,全泵激光量250mW。
在1.3μm波长获得增益24dB。
包括帕尔贴器件驱动电流在内,模块的电耗为3.5W。
3dB放大的波域在一30dBm 输入时为1290~1316nm 的26nm。
但在-3dBm输人时,放大带宽却能达到1281~1318nm的37nm。
噪波指数在1.3μm 波长时,为6.6,当高于1.3μm时稍有增加,这是因为基态吸收(GSA)增加的原故。
3.2 PDFA的传输特性在PDFA的实用化中,确保可靠性是重要的。
PDFA与EDFA的不同点还在于放大光纤是采用氟化物光纤,而氟化物光纤比石英光纤的耐气候性稍差,为此须采用真空密封型氟化物光纤。
有报告称:在PDFA的传输实验中,曾作过10Gbps的110.8km 数字传输和40ch的VSB模拟电视信号的传输。
从而表明PDFA在已有1.3μm光通信系统或CATV系统的功能提高上卓有成效。
输入信号在1292~1306nm范围作不等间隔配置。
往单模光纤80km的输入信号光量,每波长为6dBm。
在PDFA中利用光纤光栅(FG)作了增益均衡补偿,SM光纤80km中补偿间距损耗28dB。
误码率10-9时功率偏差最差为2dB,平均为1.5dB,达到了实用的水平。
4 TDFATDFA是惨铁光纤放大器(Thulium DopedFiber Amplifier)的缩语。
由于通信容量的不断扩大,加上光网的高功能化的迅速发展,在WDM领域,业界还注意到1.4μm波域的利用可能性。
光纤的1.4μm波域,损耗也较低,甚至比1.45μm更长的波长中,损耗也是低于 0.25dB/km。
所以,这一波域很适于中、长距离通信用。
尤其是与 EDFA或GS-EDFA 并用时,就可扩展信号工作波域2~3倍,这是一个重要的资源。
另外,对于现在已经广泛敷设的色散位移光纤(DSF)来讲,1450nm波段的色散,也不过只有6~9PS/nm/km,如果能在此波长进行WDM传输,就可避免1550nm波段传输四波混合(FWM)失真的限制。
4.1 TDFA的光学特性与放大特性 TDFA是在光纤的纤芯中掺入稀土元素铥(Tm,Tm在玻璃中为3价离子)、利用感应辐射原理作成的光纤放大器。
为了提高泵激效率,采用了上变换激励法和再添加其它稀土元素如铁(Ho)、铽(Tb)的同掺法,以达到防止放大效率恶化和抑制800nm波长的放大自发辐射(ASE)。
掺话光纤(TDF)的组成玻璃,宜用氟化物玻璃等多声子辐射率小的玻璃。
这是因为在石英玻璃中,只接入Tm时,放大效率较低。
由于WDM传输中串接的光纤放大器,要求具有增益光谱的平坦性和大功率输出性能。
但在PDFA的1450~1480nm波域中,增益偏差相对于峰值竟有27%左右。
所以,要在此波域内利用时,必须进行增益均衡。
如前所述,为了实现增益光谱的平坦性和大功率输出, TDFA 采用了两级串接组成。
增益均衡器(GEQ)利用长周期光纤光栅作成,掺铥光纤前后级长度为15m和8m,各级均用Nd-YLF激光器后向泵激。
泵激光功率为均衡前400mW (前)+270mW (后),均衡后为400mW(前)+230mW(后)。
TDFA在1451~1485nm波域的增益22dB,增益偏差为1dB以内,噪波指数6dB以下,表明平坦性良好。
4.2光纤放大器的超宽带合波传输由于TDFA的研制成功,有报道进行过TDFA+EDFA和GS-EDFA的3波域合波WDM传输实验。
用10Gbps×54路信号在80km×3=240km线路的DSF 上获得了成功。
实验系统的波长配置是:TDFA波域的1464~1478nm10波长(等间隔)、EDFA波域的1535~1558nm 2波长(不等间隔),GS-EDFA波域的1574~1600nm32波长(等间隔)。