光纖放大器是實現信號放大的一種新型全光放大器
2022-05-27 2164
光纖放大器是指運用于光纖通信線路中，實現信號放大的一種新型全光放大器。根據它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統的半導體激光放大器(SOA)相比較，OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長途光通信的中繼放大。
光纖放大器是通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性，為去掉上述轉換過程，直接在光路上對信號進行放大傳輸，就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。適用的設備有摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻鐠光纖放大器(PDFA)、摻鈮光纖放大器(NDFA)。目前光放大技術主要是采用EDFA。
EDFA主要由有源媒質(幾十米左右長的摻餌石英光纖，芯徑3-5微米，摻雜濃度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nmLD)、光耦合器及光隔離器等組成。信號光與泵浦光在鉺光纖內可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或兩個方向(雙向泵浦)傳播。當信號光與泵光同時注入到鉺光纖中時，鉺離子在泵光作用下激發到高能級上，并很快衰變到亞穩態能級上，在入射信號光作用下回到基態時發射對應于信號光的光子，使信號得到放大。
光放大器主要有三類：
(1)半導體光放大器；
(2)摻稀土元素(鉺Er、銩Tm、鐠Pr、銣Nd等)的光纖放大器，主要是摻鉺光纖放大器，還有摻銩光纖放大器〔TDFA)及摻鐠光纖放大器(PDFA)等；
(3)非線性光纖放大器，主要是光纖喇曼放大器。
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