光纤通信第四章.ppt
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光放大器类型光纤放大器掺稀土元素放大器非线性效应放大器特性。
泵浦和增益系数光放大器的能源是由外界泵浦提供的。
根据掺杂物能级结构的不同,泵浦可以分为三能级系统和四能级系统。
在两种系统中,掺杂物都是通过吸收泵浦光子而被激发到较高能态,再快速驰豫到能量较低的激发态,使储存的能量通过受激辐射被释放出来放大光信号。
两种泵浦原理示意图泵浦激光发射放大器增益随输出功率的变化放大器噪声所有光放大器在放大过程中都会把自发辐射(或散射)叠加到信号光上,导致被放大信号的信噪比(低,其降低程度通常用噪声指数式中的SNR 是由光接收机测得的,因此所得n F =铒的吸收和辐射特性EDFA 增益特性增益特性表示了放大器的放大能力,其定义为输出功率与输入功率之比。
EDFA的增益大小与多种因素有关,通常为15~EDFA 噪声特性EDFA的输出光中,除了有信号光外,还有自发辐射光,它们一起被放大,形成了影响信号光的噪声源,的噪声主要有以下四种:①信号光的散粒噪声;②被放大的自发辐射光的散粒噪声;③自发辐射光谱与信号光之间的差拍噪声;④自发辐射光谱间的差拍噪声。
以上四种噪声中,后两种影响最大,尤其是第三种噪EDFA基本结构EDFA的内部按泵浦方式分,有三种基本的结构:即同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。
同向泵浦信号光与泵浦光以同一方向从掺铒光纤的输入端注入的结构,也称为前向泵浦。
反向泵浦泵浦光WDM系统中的增益带宽增益平坦增益特性优化噪声系数和饱和输出功率EDFA对光纤传输系统的影响非线性问题光浪涌问题色散问题光纤线路的长期可靠性问题受激拉曼散射原理FRA工作原理在许多非线性介质中,受激拉曼散射将一小部分入射功率由一光束转移到另一频率下移的光束,频率下移量由介质的振动模式决定,此过程称为受激拉曼效应。
量子力学描述为入射光波的一个光子被一个分子散射成为另一个低频光子,同时分子完成振动态之间的跃迁,入射光作为泵29混合拉曼/掺铒光纤放大器拉曼放大器和掺铒光纤放大器各有其独特的特点,将FRA 和EDFA 结合起来构成混合拉曼大器(HFA ),也是提高拉曼放大器性能的一种重要方法。