光纖放大器論文

1、學(xué)號(hào) 10043112 姓名 黃任軍哈 爾 濱 學(xué) 院 答 題 紙課程 光纖通信 20132014 學(xué)年第 1 學(xué)期課程代碼 40425012 專業(yè)班級(jí) 電氣自動(dòng)化10-1班 姓名： 黃任軍 學(xué)號(hào)： 10043112 成績(jī) 評(píng)閱人 檢查項(xiàng)目權(quán)重得 分(1)選題意義：文獻(xiàn)分析是否透徹，選題是否為研究領(lǐng)域的前沿或熱點(diǎn)話題。20(2)學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值：論文結(jié)構(gòu)是否合理，概念是否準(zhǔn)確，論證是否合乎邏輯；分析問題是否有一定的深度，解決問題是否有一定的創(chuàng)新。40(3)論文摘要：摘要能否簡(jiǎn)要地闡明研究目的、方法、范圍、結(jié)果及結(jié)論。20(4) 論文格式：論文格式符合要求。10(5)文獻(xiàn)引用：文獻(xiàn)格式是否規(guī)范

2、，引用是否夠全面。10合計(jì)100哈 爾 濱 學(xué) 院 2013-2014 學(xué)年第_1_學(xué)期 考試時(shí)間共 分鐘課程名稱 光纖通訊 課程代碼 40425012 課程班號(hào) 電子10-1 信息10-1 共4頁 -考試要求：結(jié)合所學(xué)光纖通訊的課程內(nèi)容，寫一篇科技論文。選題范圍：1、 從光纖通訊技術(shù)中的某一具體技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展；2、 光纖通信技術(shù)的某一具體應(yīng)用；3、 光纖通信的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。論文要求：1、 對(duì)光纖通信有整體認(rèn)識(shí)，選題適當(dāng)。2、 閱讀10篇以上的相關(guān)方向論文，認(rèn)真理解論文。3、 要求論文結(jié)構(gòu)合理，概念準(zhǔn)確，論證合乎邏輯；分析問題有一定的深度，解決問題有一定的創(chuàng)新。4、 要求文獻(xiàn)格式規(guī)范，

3、文獻(xiàn)引用全面（一般至少引用5篇文獻(xiàn)，對(duì)于綜述性論文至少引用10篇文獻(xiàn)）5、 論文字?jǐn)?shù)要求：摘要：150300字；正文：5000字左右。6、 版面A4雙面打印。頁眉為：學(xué)號(hào) 姓名頁腳為：第*頁 共*頁光纖通信技術(shù) 光纖放大器光導(dǎo)纖維通信簡(jiǎn)稱光纖通信，原理是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。實(shí)際應(yīng)用中的光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。光纖放大器不但可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行直接放大，同時(shí)還具有實(shí)時(shí)、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新一代光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件。名 稱：光纖放大器關(guān)鍵字：光纖放大器 EDFA 半導(dǎo)體放大器 光纖

4、曼放大器摘要：光放大器的開發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)中的一個(gè)非常重要的成果，它大大地促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光弧子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。顧名思義，光放大器就是放大光信號(hào)。在此之前，傳送信號(hào)的放大都是要實(shí)現(xiàn)光電變換及電光變換，即O/E/O變換。有了光放大器后就可直接實(shí)現(xiàn)光信號(hào)放大。光放大器主要有3種：光纖放大器、拉曼放大器、半導(dǎo)體光放大器。光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子（如鉺、鐠、銩等）作為激光活性物質(zhì)。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的； 摻銩光纖放大器的增益帶是S波段；摻鐠光纖放大器的增益帶在1310nm附近。而喇曼光放大器則是利用喇曼散射效應(yīng)制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖后，會(huì)發(fā)

5、生非線性效應(yīng)?喇曼散射。在不斷發(fā)生散射的過程中，把能量轉(zhuǎn)交給信號(hào)光，從而使信號(hào)光得到放大。由此不難理解，喇曼放大是一個(gè)分布式的放大過程，即沿整個(gè)線路逐漸放大的。其工作帶寬可以說是很寬的，幾乎不受限制。這種光放大器已開始商品化了，不過相當(dāng)昂貴。半導(dǎo)體光放大器（S0A）一般是指行波光放大器，工作原理與半導(dǎo)體激光器相類似。1.引 言無線光通信是以激光作為信息載體，是一種不需要任何有線信道作為傳輸媒介的通信方式。與微波通信相比，無線光通信所使用的激光頻率高，方向性強(qiáng)(保密性好)，可用的頻譜寬，無需申請(qǐng)頻率使用許可；與光纖通信相比，無線光通信造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便、迅速。它結(jié)合了光纖通信和微波通信的優(yōu)勢(shì)，已成

6、為一種新興的寬帶無線接人方式，受到了人們的廣泛關(guān)注。但是，惡劣的天氣情況，會(huì)對(duì)無線光通信系統(tǒng)的傳播信號(hào)產(chǎn)生衰耗作用?？諝庵械纳⑸淞Ｗ?，會(huì)使光線在空問、時(shí)間和角度上產(chǎn)生不同程度的偏差。大氣中的粒子還可能吸收激光的能量，使信號(hào)的功率衰減，在無線光通信系統(tǒng)中光纖通信系統(tǒng)低損耗的傳播路徑已不復(fù)存在。大氣環(huán)境多變的客觀性無法改變，要獲得更好更快的傳輸效果，對(duì)在大氣信道傳輸?shù)墓庑盘?hào)就提出了更高的要求，一般地，采用大功率的光信號(hào)可以得到更好的傳輸效果。隨著光纖放大器(EDFA)的迅速發(fā)展，穩(wěn)定可靠的大功率光源將在各種應(yīng)用中滿足無線光通信的要求。2.光纖放大器的發(fā)展方向由于超高速率、大容量、長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)

7、的發(fā)展，對(duì)作為光纖通信領(lǐng)域的關(guān)鍵器件光纖放大器在功率、帶寬和增益平坦方面提出了新的要求，因此，在未來的光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，光纖放大器的發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：  (1)EDFA從C-Band向L-Band發(fā)展； (2)寬頻譜、大功率的光纖拉曼放大器； (3)將局部平坦的EDFA與光纖拉曼放大器進(jìn)行串聯(lián)使用，獲得超寬帶的平坦增益放大器； (4)發(fā)展應(yīng)變補(bǔ)償?shù)臒o偏振、單片集成、光橫向連接的半導(dǎo)體光放大器光開關(guān)； (5)研發(fā)具有動(dòng)態(tài)增益平坦技術(shù)的光纖放大器； (6)小型化、集成化光纖放大器。 隨著新材料、新技術(shù)的不斷突破，光纖放大器在12921660nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得帶寬為300nm超寬帶

8、將不是夢(mèng)想，Tbit/s DWDM光網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。光纖放大器一般都由增益介質(zhì)、泵浦光和輸入輸出耦合結(jié)構(gòu)組成。目前光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器、半導(dǎo)體光放大器和光纖拉曼放大器三種，根據(jù)其在光纖網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，光纖放大器主要有三種不同的用途：在發(fā)射機(jī)側(cè)用作功率放大器以提高發(fā)射機(jī)的功率；在接收機(jī)之前作光預(yù)放大器以極大地提高光接收機(jī)的靈敏度；在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補(bǔ)償光纖傳輸損耗，延長(zhǎng)傳輸距離。光放大器不但可對(duì)光信號(hào)進(jìn)行直接放大，同時(shí)還具有實(shí)時(shí)、高增益、寬帶、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新一代光纖通信系統(tǒng)中必不可少的關(guān)鍵器件；由于這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了衰減對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸速率

9、與距離的限制，更重要的是它開創(chuàng)了1550nm頻段的波分復(fù)用，從而將使超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的波分復(fù)用（WDM）、密集波分復(fù)用（DWDM）、全光傳輸、光孤子傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實(shí)，是光纖通信發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代的里程碑。在目前實(shí)用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）、半導(dǎo)體（SOA）和光纖拉曼放大器（FRA）等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)、軍用系統(tǒng)（雷達(dá)多路數(shù)據(jù)復(fù)接、數(shù)據(jù)傳輸、制導(dǎo)等）等領(lǐng)域，作為功率放大器、中繼放大器和前置放大器。3.光纖放大器原理及分類3.1 EDFA的原理EDFA的泵浦過程需要使用三能級(jí)

10、系統(tǒng)，在摻鉺光纖中注入足夠強(qiáng)的泵浦光，就可以將大部分處于基態(tài)的Er3+離子抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的Er3+離子又迅速無輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)。由于Er3+離子在亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)上壽命較長(zhǎng)，因此很容易在亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)信號(hào)光子通過摻鉺光纖時(shí)，與處于亞穩(wěn)態(tài)的Er3+離子相互作用發(fā)生受激輻射效應(yīng)，產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，這時(shí)通過摻鉺光纖傳輸?shù)男盘?hào)光子迅速增多，產(chǎn)生信號(hào)放大作用。Er3+離子處于亞穩(wěn)態(tài)時(shí)，除了發(fā)生受激輻射和受激吸收以外，還要產(chǎn)生自發(fā)輻射(ASE)，它造成EDFA的噪聲。摻鉺光纖放大器(EDFA)具有增益高、噪聲低、頻帶寬、輸出功率高、連接損耗低和偏振不敏感等優(yōu)點(diǎn)，直接對(duì)

11、光信號(hào)進(jìn)行放大，無需轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，能夠保證光信號(hào)在最小失真情況下得到穩(wěn)定的功率放大。3.2 EDFA的結(jié)構(gòu)典型的EDFA結(jié)構(gòu)主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔離器等組成。摻鉺光纖是EDFA的核心部件。它以石英光纖作為基質(zhì)，在纖芯中摻人固體激光工作物質(zhì)鉺離子，在幾米至幾十米的摻鉺光纖內(nèi)，光與物質(zhì)相互作用而被放大、增強(qiáng)。光隔離器的作用是抑制光反射，以確保放大器工作穩(wěn)定，它必須是插入損耗低，與偏振無關(guān)，隔離度優(yōu)于40 dB。3.3 EDFA的特性及性能指標(biāo)增益特性表示了放大器的放大能力，其定義為輸出功率與輸入功率之比，Pout,Pin分別表示放大器輸出端與輸入端的連續(xù)信號(hào)功率。增益系數(shù)是

12、指從泵浦光源輸入1 mW泵浦光功率通過光纖放大器所獲得的增益。g0是由泵浦強(qiáng)度定的小信號(hào)增益系數(shù)，由于增益飽和現(xiàn)象，隨著信號(hào)功率的增加，增益系數(shù)下降；Is，Ps分別為飽和光強(qiáng)和飽和光功率，是表明增益物質(zhì)特性的量，與摻雜系數(shù)、熒光時(shí)間和躍遷截面有關(guān)。增益和增益系數(shù)的區(qū)別在于：增益主要是針對(duì)輸入信號(hào)而言的，而增益系數(shù)主要是針對(duì)輸入泵浦光而言的。另外，增益還與泵浦條件(包括泵浦功率和泵浦波長(zhǎng))有關(guān)，目前采用的主要泵浦波長(zhǎng)是980 nm和1 480 nm。由于各處的增益系數(shù)是不同的，而增益須在整個(gè)光纖上積分得到，故此特性可用以通過選擇光纖長(zhǎng)度得到較為平坦的增益譜。3.4 EDFA的帶寬增益頻譜帶寬指信

13、號(hào)光能獲得一定增益放大的波長(zhǎng)區(qū)域。實(shí)際上的EDFA的增益頻率變化關(guān)系比理論的復(fù)雜得多，它還與基質(zhì)光纖及其摻雜有關(guān)。在EDFA的增益譜寬已達(dá)到上百納米而且增益譜較平坦。ED-FA的增益頻譜范圍在1 5251 565 nm之間。3.5 EDFA的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)EDFA對(duì)光信號(hào)功率的放大，特別在無線光通信大功率(瓦級(jí))應(yīng)用中，常常采用級(jí)聯(lián)的方式，比如兩級(jí)或者三級(jí)放大。之所以采用級(jí)聯(lián)的方式，是因?yàn)樵贓DFA的摻鉺光纖(EDF)中插入一個(gè)光隔離器，構(gòu)成帶光隔離器的兩段級(jí)聯(lián)EDFA，由于光隔離器有效地抑制了第二段：EDF的反向自發(fā)輻射(ASE)，使其不能進(jìn)入第一段EDF，減少了泵浦功率在反向ASE上的消耗，使泵

14、浦光子更有效地轉(zhuǎn)換成信號(hào)光能量，從而可以明顯改善EDFA的增益、噪聲系數(shù)和輸出功率等特性。本文采用麗級(jí)級(jí)聯(lián)放大，將12 mW的1 550 nm光信號(hào)，經(jīng)EDFA放大到1 W左右。級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖3所示。光信號(hào)由LD激光器產(chǎn)生，是已調(diào)制的信號(hào)，第一級(jí)放大采用單包層摻鉺光纖放大器，980 nm單模半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，將光功率放大到50 mW附近。第一級(jí)采用單模半導(dǎo)體激光器泵浦，先將光信號(hào)穩(wěn)定可靠的放大到一定功率，保證了整個(gè)光信號(hào)的完整，又為下一級(jí)光放大提供了較高的光功率基礎(chǔ)。第二級(jí)采用雙包層光纖放大器，多模半導(dǎo)體激光器泵浦源將光功率放大到1 W左右。雙包層光纖放大器纖芯比單包層纖芯大，泵浦功率可以

15、有效地耦臺(tái)到纖芯中，使第二級(jí)光信號(hào)的輸出功率可達(dá)到瓦級(jí)。3.6 影響增益的因素EDFA的增益與諸多因素有關(guān)，如摻鉺光纖的長(zhǎng)度，隨著摻鉺光纖長(zhǎng)度的增加，增益經(jīng)歷了從增加到減少的過程，這是因?yàn)殡S著光纖長(zhǎng)度的增加，光纖中的泵浦功率將下降，使得粒子反轉(zhuǎn)數(shù)降低，最終在低能級(jí)上的鉺離子數(shù)多于高能級(jí)上的鉺離子數(shù)，粒子數(shù)恢復(fù)到正常的數(shù)值。由于摻鉺光纖本身的損耗，造成信號(hào)光中被吸收掉的光子多于受激輻射產(chǎn)生的光子，引起增益下降。由上述討論可知，對(duì)于某個(gè)確定的入射泵浦功率，存在著一個(gè)摻鉺光纖的最佳長(zhǎng)度，使得增益最大。EDFA的增益還跟輸入光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3+的濃度都有關(guān)系，如小信號(hào)輸入時(shí)的增益

16、系數(shù)大于大信號(hào)輸入時(shí)的增益系數(shù)。當(dāng)輸入光弱時(shí)，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供應(yīng)，因而，受激輻射就能維持達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭?。?dāng)輸入光變強(qiáng)時(shí)，由于高能位的電子供應(yīng)不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現(xiàn)飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長(zhǎng)，3 dB飽和輸出功率也就越大。其次與當(dāng)Er3+的濃度超過一定值時(shí)，增益反而會(huì)降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。采用EDFA后，提高了注入光纖的功率，但當(dāng)大到一定數(shù)值時(shí)，將產(chǎn)生光纖非線性效應(yīng)和光泄漏效應(yīng)，這影響了系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸質(zhì)量。另外色散問題變成了限制系統(tǒng)的突出問題，可以選用G653光纖(色散位移光纖DSF)或非零色散光纖(NZDF)來解決這一

17、問題。3.7 EDFA級(jí)聯(lián)的改進(jìn)之所以采用EDFA級(jí)聯(lián)的方式，一是插入兩級(jí)間的光隔離器有效地抑制了第二段EDF的反向自發(fā)輻射(ASE)，使其不能進(jìn)入第一段EDF，減少了泵浦功率在反向ASE上的消耗，使泵浦光子更有效地轉(zhuǎn)換成信號(hào)光能量；二是分為兩級(jí)后，各自的增益可以任意分配，可以根據(jù)不同的增益要求和應(yīng)用環(huán)境改變相應(yīng)的增益。但是，要在保證信號(hào)無失真的情況下得到最佳的光功率增益，還需要解決一些問題：(1)由于增益分為兩級(jí)，如何分配兩級(jí)問的增益才能在現(xiàn)有的EDF、泵浦源功率等條件下使得光放大的實(shí)現(xiàn)更容易，這與EDF的放大能力，泵浦遠(yuǎn)功率大小、穩(wěn)定性，泵浦光波長(zhǎng)及其模式等均有密切相關(guān)。(2)在每一級(jí)各自

18、一定的泵浦功率下，找到摻鉺光纖的最佳長(zhǎng)度。當(dāng)EDF過短時(shí)，由于對(duì)泵浦吸收的不充分而導(dǎo)致增益降低；而當(dāng)EDF過長(zhǎng)時(shí)，由于泵浦光在EDF內(nèi)被鉺離子吸收，泵浦功率逐漸下降，當(dāng)功率降至泵浦閾值以下時(shí)，就不能形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)，這部分EDF不僅對(duì)信號(hào)光無放大作用，反而吸收了已放大的部分信號(hào)，造成增益的下降，同時(shí)也會(huì)引起噪聲系數(shù)的增大。(3)如果需要更高的光功率輸出，幾十瓦甚至上百瓦，可考慮更高級(jí)聯(lián)的方法，因?yàn)殡S著增益的增大，泵浦源由于轉(zhuǎn)換效率的問題，功率需求會(huì)很高，所需的單級(jí)EDF長(zhǎng)度也會(huì)大大增長(zhǎng)，這樣的工作條件往往不易達(dá)到，且穩(wěn)定性不強(qiáng)，采用更高級(jí)聯(lián)可以將增益劃分到多級(jí)，易于實(shí)現(xiàn)和控制，光模塊的整體

19、增益特性也有較大提高。3.9摻鉺光纖放大器 摻鉺光纖放大器是利用摻鉺光纖這一活性介質(zhì)，當(dāng)泵浦光輸入到EDF中時(shí)，就可以將大部分處于基態(tài)的Er3+抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)上，處于激發(fā)態(tài)的Er3+又迅速無輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)上，由于Er3+在亞穩(wěn)態(tài)上的平均停留時(shí)間為10ms，因此很容易在亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)，信號(hào)光子通過摻鉺光纖，在受激輻射效應(yīng)作用下產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，使信號(hào)光子迅速增多，這樣在輸出端就可以得到被不斷放大的光信號(hào)。自80年代末至90年代初研制成摻鉺光纖放大器（EDFA），并開始應(yīng)用于1.55mm頻段的光纖通信系統(tǒng)以來，推動(dòng)了光纖通信向全光傳輸方向發(fā)展，且目前EDFA的技

20、術(shù)開發(fā)和商品化最成熟；應(yīng)用廣泛的C波段EDFA通常工作在15301565nm光纖損耗最低的窗口，具有輸出功率大、增益高、與偏振無關(guān)、噪聲指數(shù)低、放大特性與系統(tǒng)比特率和數(shù)據(jù)格式無關(guān)，且同時(shí)放大多路波長(zhǎng)信號(hào)等一系列的特性，在長(zhǎng)途光通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其不足是C-Band EDFA的增益帶寬只有35nm，僅覆蓋石英單模光纖低損耗窗口的一部分，制約了光纖固有能夠容納的波長(zhǎng)信道數(shù)；然而隨著因特網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，要求光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量要不斷地?cái)U(kuò)大，面對(duì)傳輸容量的擴(kuò)大，目前主要有三種解決途徑：（1）增加每個(gè)波長(zhǎng)的傳輸速率；（2）減少波長(zhǎng)間距；（3）增加總的傳輸帶寬。對(duì)于第一種辦法，如果

21、速率提高到10Gbit/s將帶來新的色散補(bǔ)償問題，況且現(xiàn)在的電子系統(tǒng)還存在著所謂"電子瓶頸"效應(yīng)問題。第二種辦法如果將信號(hào)間距從100GHz降低到50GHz或25GHz將給系統(tǒng)帶來四波混頻（FWM）等非線性效應(yīng)，且要求系統(tǒng)采用波長(zhǎng)穩(wěn)定技術(shù)。從而研究新的光纖放大器如L波段的EDFA是增加總的傳輸帶寬的一種，它將EDFA工作波長(zhǎng)由C波段15301560nm擴(kuò)展到L波段15701605nm，使EDFA的放大增益譜擴(kuò)展了一倍。盡管L波段EDFA的波長(zhǎng)覆蓋了EDF增益譜的尾部，但仍可與性能先進(jìn)的C波段EDFA產(chǎn)品相媲美：例如兩者的基本結(jié)構(gòu)相類似，大多數(shù)C波段EDFA的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)仍

22、可應(yīng)用于L波段EDFA研制；L波段EDFA有較小的輻射和吸收以及較低的平均反轉(zhuǎn)因子，增益波動(dòng)系數(shù)遠(yuǎn)小于C波段EDFA，所存在的是L波段EDFA的EDF較長(zhǎng)帶來無源光纖損耗較大，3.10半導(dǎo)體光放大器 半導(dǎo)體光放大器（SOA）是采用通信用激光器相類似的工藝制作而成的一種行波放大器，當(dāng)偏置電流低于振蕩閾值時(shí)，激光二極管就能對(duì)輸入相干光實(shí)現(xiàn)光放大作用。由于半導(dǎo)體放大器具有體積小、結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、功耗低、壽命長(zhǎng)、易于同其它光器件和電路集成、適合批量生產(chǎn)、成本低，可實(shí)現(xiàn)增益兼開關(guān)功能等特性，在全光波長(zhǎng)變換、光交換、譜反轉(zhuǎn)、時(shí)鐘提取、解復(fù)用中的應(yīng)用受到了廣泛的重視，特別是目前應(yīng)變量子阱材料的半導(dǎo)體光放大器的

23、研制成功，已引起人們對(duì)SOA的廣泛研究興趣。國(guó)內(nèi)武郵院與華中科技大學(xué)合作成功地研制開發(fā)了在光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件-半導(dǎo)體光放大器，并很快實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，成為繼Alcatel公司之后能夠批量供應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)應(yīng)用于光開關(guān)的半導(dǎo)體光放大器的供貨商，這標(biāo)志著我國(guó)自行研制的應(yīng)變量子阱器件邁出了商品化生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。但半導(dǎo)體光放大器與摻鉺光纖放大器相比存在著噪聲大、功率較小、對(duì)串?dāng)_和偏振敏感、與光纖耦合時(shí)損耗大，工作穩(wěn)定性較差等缺陷，迄今為止，其性能與摻鉺光纖放大器仍有較大的差距。又由于半導(dǎo)體光放大器覆蓋了13001600nm波段，既可用于1300nm窗口的光放大器，也可以用于1550nm窗口的光放大器，且在DWD

24、M多波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)中，無需增益鎖定，那么它不僅可作為光放大器一種有益的選擇方案，而且還可以促成1310nm窗口DWDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。3.11光纖拉曼放大器 受激拉曼散射（SRS）是光纖中的一種非線性現(xiàn)象，它將一小部分入射光功率轉(zhuǎn)移到頻率比其低的斯托克斯波上；如果一個(gè)弱信號(hào)與一強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸，并使弱信號(hào)波長(zhǎng)置于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，弱信號(hào)光即可以得到放大，這種基于受激拉曼散射機(jī)制的光放大器即稱為光纖拉曼放大器（FRA）。近年來光纖拉曼放大器倍受關(guān)注，已成為研制開發(fā)的熱點(diǎn)，它具有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）增益介質(zhì)為普通傳輸光纖，與光纖系統(tǒng)具有良好的兼容性；（2）增益波長(zhǎng)由泵浦光波長(zhǎng)決定，不受其

25、它因素的限制，理論上只要泵浦源的波長(zhǎng)適當(dāng)，就可以放大任意波長(zhǎng)的信號(hào)光；（3）增益高、串?dāng)_小、噪聲指數(shù)低、頻譜范圍寬、溫度穩(wěn)定性好。正因?yàn)楣饫w拉曼放大器有這么多的優(yōu)點(diǎn)，它可以放大摻鉺光纖放大器所不能放大的波段，并可在12921660nm光譜范圍內(nèi)進(jìn)行光放大，獲得比EDFA寬得多的增益帶寬；再次增益介質(zhì)為普通光纖，可制作分立式或分布式FRA，分布式光纖拉曼放大器可以對(duì)信號(hào)光進(jìn)行在線放大，增加光放大的傳輸距離，應(yīng)用于40Gbit/s的高速光網(wǎng)絡(luò)中，也特別適用于海底光纜通信系統(tǒng)，而且因?yàn)榉糯笫茄刂饫w分布而不是集中作用，所以輸入光纖的光功率大為減少，從而非線性效應(yīng)尤其是四波混頻效應(yīng)大大減少，這對(duì)于大容

26、量DWDM系統(tǒng)是十分適用的。FRA是EDFA的補(bǔ)充，而不是代替，兩者結(jié)合起來可獲得大于100nm增益平坦寬帶，這就是采用分布式光纖拉曼放大器的好處。 但光纖拉曼放大器有一個(gè)主要的缺點(diǎn)就是需要特大功率的泵浦激光器，解決這個(gè)問題的主要途徑有：一是研究降低閾值功率的泵浦激光器，使得普通的大功率半導(dǎo)體激光器能作為拉曼泵浦使用；其二是提高獲得更大輸出功率泵浦激光器的研制水平；其三是將多個(gè)泵浦源激光器的波長(zhǎng)采用列陣、單片組合的方法復(fù)用在一起，獲得一個(gè)大功率輸出的泵浦激光器，此種方法不但可提供一個(gè)寬帶的增益譜，而且還可以通過調(diào)節(jié)單個(gè)激光器的功率來調(diào)整增益斜率。4.光纖放大器應(yīng)用EDFA在功能應(yīng)用上可以分為用

27、作遠(yuǎn)距離傳輸?shù)木€路放大器、用作光發(fā)射機(jī)輸出的功率放大器和用作接收機(jī)前 端的前置放大器。 (1) 功率放大器 把EDFA置于光發(fā)射機(jī)半導(dǎo)體激光器之后，光信號(hào)經(jīng)EDFA放大后進(jìn)入光纖線路，從而使光纖傳輸?shù)臒o中繼距離 增大，可達(dá)200km以上。具有輸出功率大、輸出穩(wěn)定、噪聲小、增益頻帶寬、易于監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。 (2) 線路放大器 處于功率放大器之后，用于周期性地補(bǔ)償線路傳輸損耗，一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。 EDFA作為線路放大器有許多特殊功能是電子線路放大器不可比擬的。 (3) 前置放大器 處于分波器之前，線路放大器之后，用于信號(hào)放大，提高接收機(jī)的靈敏度。EDFA具有接近量子極限的低噪

28、聲 優(yōu)點(diǎn)，因而可用作接收機(jī)的前置放大器以提高接收靈敏度，要求噪聲指數(shù)很小，對(duì)輸出功率沒有太大的要求。 把EDFA置于光接收機(jī)PIN光檢側(cè)器的前面，來自光纖的信號(hào)經(jīng)EDFA放大后再由PIN檢測(cè)。強(qiáng)大的光信號(hào)使電子放大器的噪聲可以忽略，用EDFA作預(yù)放的光接收機(jī)具有更高的靈敏度。 如果綜合上述各種應(yīng)用，一個(gè)EDFA用作接收機(jī)前置放大器，另一個(gè)EDFA用作發(fā)送機(jī)的功率提升放大器， 就可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的無中繼傳輸。這類系統(tǒng)主要用于海底光纖通信系統(tǒng)。 EDFA作前置放大器時(shí)，放在光接收機(jī)之前，以提高光接收機(jī)的靈敏度，一般工作于小信號(hào)或線性狀態(tài)，信號(hào)輸入功率約一40dBm。要求EDFA的增益足夠高，噪聲系數(shù)

29、則越小越好。 EDFA用作線路放大器時(shí)，可以直接插入到光纖傳輸鏈路中作為光中繼放大器，省去了電中繼器的光電光轉(zhuǎn)換過程，直接放大光信號(hào)，以補(bǔ)償傳輸線路損耗，延長(zhǎng)中繼距離。一般工作在近飽和區(qū)，信號(hào)輸入功率約一20dBm。要求EDFA同時(shí)具有較高的增益和輸出光功率，還應(yīng)有對(duì)其工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 EDFA作為功率放大器時(shí)，裝在光發(fā)送機(jī)之后，對(duì)光源發(fā)出的光信號(hào)進(jìn)行放大，以補(bǔ)償無源光器件的損耗和提高發(fā)送光功率。通常工作于深飽和區(qū)，要求EDFA在保持適中的增益和噪聲系數(shù)下，能提供盡可能高的輸出光功率，必要時(shí)可用雙泵浦。5.EDFA在密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)中應(yīng)用的分析5.1 EDFA在DWDM系統(tǒng)中的

30、作用和應(yīng)用方式EDFA是目前光放大器市場(chǎng)的主流品種，在DWDM系統(tǒng)、接入網(wǎng)和有線電視領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在CATV系統(tǒng)中通常作為功率放大器以提高發(fā)射機(jī)的功率，使發(fā)射機(jī)覆蓋的用戶數(shù)大大增加，也可作為光纖線路的中繼放大器，以補(bǔ)償光分路器及線路損耗，使傳輸距離大大增加。光纖放大器與其他放大器比較，具有輸出功率大、增益高、工作帶寬寬、與偏振無關(guān)、噪聲指數(shù)低、放大特性與系統(tǒng)比特率、數(shù)據(jù)格式無關(guān)等特點(diǎn)，它已成為新一代光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵器件之一。摻鉺光纖放大器用在系統(tǒng)發(fā)射機(jī)輸出短，提高發(fā)送功率，延長(zhǎng)傳輸距離；用在光纖傳輸鏈路中，補(bǔ)償光能量的損失，可增加傳輸距離；用在光接收機(jī)前，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)防大，可提高光接收機(jī)靈

31、敏度。應(yīng)用范圍包括干線高速光通信系統(tǒng)、海纜系統(tǒng)、本地網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)、摻鉺光纖放大器作為功率放大器有許多特殊功能是電子線路放大器所不能比擬的，分述 xUPgc0 如下：摻鉺光纖放大器可用作數(shù)字、模擬以及相干光通信的功率放大器。即如果線路上已采用摻鉺光纖放大器做功率放大器，那么，不管它需要傳輸數(shù)字信號(hào)還是傳輸模擬信號(hào)，不必改變摻鉺光纖放大器線路設(shè)備。 C;YtMY:  b2O$ l   摻鉺光纖放大器可傳輸不同的碼率。如果需要擴(kuò)容，由低碼率改變?yōu)楦叽a率時(shí)，不必改變摻鉺光纖放大器線路設(shè)備。 m'eM&1Ba  :Vrji-   摻鉺光纖放大器做

32、功率放大器，可在不改變?cè)性肼曁匦院驼`碼率的前提下，直接放大數(shù)字、模擬活二者混合的數(shù)據(jù)格式，特別適合光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)升級(jí)。實(shí)現(xiàn)語音、圖像、數(shù)據(jù)同網(wǎng)傳輸，不必改變摻鉺光纖放大器線路設(shè)備。 (Bss%   3BWT   一個(gè)摻鉺光纖放大器可同時(shí)傳輸若干波長(zhǎng)的光信號(hào)，即用光波復(fù)用擴(kuò)容時(shí)，不必改變摻鉺光纖放大器線路設(shè)備。 實(shí)踐證明，使用摻鉺光纖放大器的光纖干線傳輸，經(jīng)過近千公里的傳輸后的誤碼率人能達(dá)到 。如果采用飽和功率為18dBm的放大器，可是實(shí)現(xiàn)160200km無中繼通信。如果有必要，還可將中繼距離延長(zhǎng)更遠(yuǎn)。 )gG_K$08?   O:lO   5.1.1前置

33、放大器 Gdr 7d  m,SWG   把摻鉺光纖放大器置于光接收機(jī)關(guān)監(jiān)測(cè)器前面。來自光纖的光信號(hào)經(jīng)摻鉺光纖放大器放大后再由光檢測(cè)器檢測(cè)。由于摻鉺光纖放大器的信噪比由于電子放大器，所以用摻鉺光纖放大器作預(yù)放大器的光接收機(jī)具有較高的靈敏度，其靈敏度甚至不亞于相干光接收機(jī)的。5.1.2線路放大器 TYedem<$  mam(hf$   把摻鉺光纖放大器至于光纖傳輸線路中，將已被衰減了的小信號(hào)進(jìn)行放大，可以大大延長(zhǎng)傳輸距離，也成為中繼放大器。線路放大器的顯著優(yōu)點(diǎn)是增益高，通常大于30dB。由于可以級(jí)聯(lián)使用，特別適合海底遠(yuǎn)程通信和陸地超長(zhǎng)距離傳輸使用。使用

34、線路放大器必須解決遠(yuǎn)程監(jiān)控問題，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定出多種監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，可以按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。 'In qa;TQz   5.1.3用戶接入網(wǎng)中的光纖放大器 $1myf Z  *Q KjD   光纖放大器在用戶接入網(wǎng)中也占有重要地位。在光纖用戶網(wǎng)中，雖然用戶系統(tǒng)的距離較短，但是用戶網(wǎng)的分子太多，光線干線中的光信號(hào)功率要進(jìn)行眾多的分配，甚至是多級(jí)進(jìn)行分配。這樣一來被分配到每個(gè)分支獲得光信號(hào)就相當(dāng)?shù)娜酰荒鼙ＷC用戶的終端設(shè)備的接收質(zhì)量。為此，需要將光信號(hào)進(jìn)行放大，這就需要光纖放大器。將光纖放大器置于光發(fā)射機(jī)后端，以提高入纖的光功率，使整個(gè)線路系統(tǒng)的光功率得到提

35、高，以滿足各級(jí)需要，這就要用到光纖功率放大器。 <9Pf G=  %I;iP|/   在用戶網(wǎng)中，當(dāng)用戶系統(tǒng)距離過長(zhǎng)時(shí)需要使用線路放大器；為了提高各支路的光功率分配數(shù)量，也要使用這類放大器。 G 4 C 7  fQYBFhlr   總之，光線放大器在用戶接入網(wǎng)中主要是提高光信號(hào)的功率，即可以補(bǔ)償光耦合器燈光器件所造成的光損耗，又可以大大提高用戶數(shù)量以及復(fù)用密度，對(duì)降低用戶網(wǎng)建設(shè)成本也會(huì)起到很大作用。摻鉺光纖放大器在密集波分復(fù)用系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是補(bǔ)償傳輸中的光纖損耗，根據(jù)放大器在系統(tǒng)中的位置及作用，可以分成以下三種類型： 功率放大器（booster-

36、Amplifier），處于合波器之后，用于對(duì)合波以后的多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行功率提升，然后再進(jìn)行傳輸，由于合波后的信號(hào)功率一般都比較大，所以，對(duì)一功率放大器的噪聲指數(shù)、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比較大的輸出功率。 線路放大器（Line-Amplifier），處于功率放大器之后，用于周期性地補(bǔ)償線路傳輸損耗，一般要求比較小的噪聲指數(shù)，較大的輸出光功率。 前置放大器（Pre-Amplifier），處于分波器之前，線路放大器之后，用于信號(hào)放大，提高接收機(jī)的靈敏度（在光信噪比(OSNR)滿足要求情況下，較大的輸入功率可以壓制接收機(jī)本身的噪聲，提高接收靈敏度），要求噪聲指數(shù)很小，對(duì)輸出功率沒有太大的

37、要求。6.新型光纖放大器摻鉺光纖放大器對(duì)于波長(zhǎng)為1540-1560nm的第三個(gè)光纖通信窗口很有吸引力。雖然已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但是為了得到高容量的光纖通信，我們還在繼續(xù)發(fā)展高增益的EDFA。然而，光纖系統(tǒng)還在遭受由于光纖材料的不同的固有特性導(dǎo)致的損耗。因此，很多研究都直接指向了新材料和系統(tǒng)的優(yōu)化。很多系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被提出了，來提高放大器的增益，減少噪聲。我們知道，目前還沒有達(dá)到54db附近增益的報(bào)道。一個(gè)減少ASE自飽和的技術(shù)在1976年被提出了。但是，這個(gè)結(jié)構(gòu)遇到了由于連接處和其他光部件的缺陷導(dǎo)致的額外反射。其他報(bào)告顯示出，濾波器可以和光隔離器一起使用來抑制前向的ASE，并且提高信號(hào)增益。另一種得

38、到高增益的方法是讓光信號(hào)通過EDFA兩次。本文的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過使用一個(gè)相對(duì)較短的摻鉺光纖，可以得到更高的增益和更好的噪聲指數(shù)。這個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由一個(gè)循環(huán)連接器和四個(gè)端口構(gòu)成。端口1用來輸入信號(hào)，端口2用來信號(hào)輸出，另外兩個(gè)端口連接到連接器2和連接器3，這兩個(gè)連接器每個(gè)都有三個(gè)端口，用來使信號(hào)循環(huán)。在實(shí)驗(yàn)中這個(gè)結(jié)構(gòu)還可以變化出很多結(jié)構(gòu)來。結(jié)果及論證圖一顯示了使用DS-DP結(jié)構(gòu)得到的兩級(jí)四倍放大器。兩個(gè)TBF包含在了系統(tǒng)中，在CIR2和CIR3的端口1和端口3之間。一個(gè)980nm的半導(dǎo)體激光器用來作為泵浦源，它的最大功率為300mw。第一級(jí)和第二級(jí)由EDF1和EDF2組成，它們分別為10m和15m。E

39、DF1和EDF2在1527波長(zhǎng)處有6db/m的峰值吸收率。校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)顯示出，每次通過信號(hào)會(huì)減弱12db。這樣，增強(qiáng)的信號(hào)從CIR1的端口1向端口2傳播，然后通過EDF1，得到第一次放大，然后從CIR2的端口2向端口3傳播，它第一次通過了TBF濾波器進(jìn)入端口1并且回到端口2，當(dāng)它第二次通過EDF1的時(shí)候它又一次得到了放大，進(jìn)入到CIR1的端口2.，然后進(jìn)入第二級(jí)放大，通過EDF2和CIR2。光譜分析儀連接到了CIR1的端口4.這一技術(shù)使得信號(hào)通過兩級(jí)放大器后增加了四倍。圖一：DSQP實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖二顯示了一個(gè)1550nm波長(zhǎng)的信號(hào)得到增益的細(xì)節(jié)。這一細(xì)節(jié)針對(duì)了功率在-20dbm，-35dbm和-50d

40、bm的信號(hào)。泵浦功率要優(yōu)化到如下程度：第一級(jí)固定為10mw，第二級(jí)從10mw增加到220mw，每步增加10mw。增益值在兩級(jí)的泵浦功率都只有10mw時(shí)可以達(dá)到41db，得到了對(duì)于-50dbm信號(hào)的增益系數(shù)為4.1db/mw。三個(gè)信號(hào)的增益都逐步增加著，直到泵浦功率達(dá)到80mw時(shí)，增益值就增加得慢了。最高的增益為61db，它是對(duì)于-50db信號(hào)，泵浦功率為220mw時(shí)得到的。圖二： 1550nm波長(zhǎng)信號(hào)實(shí)驗(yàn)增益和泵浦功率之間關(guān)系圖三是噪聲系數(shù)和泵浦功率的關(guān)系。它顯示出泵浦功率增加時(shí)噪聲系數(shù)不變。這可以由噪聲系數(shù)和泵浦功率的關(guān)系來解釋，這可能是由于濾波器的影響，它使噪聲系數(shù)為一個(gè)固定值。-50db

41、m信號(hào)有最低噪聲系數(shù)，為7db。-20db信號(hào)噪聲系數(shù)最高。噪聲系數(shù)與泵浦功率無關(guān)。圖三：1550nm波長(zhǎng)信號(hào)實(shí)驗(yàn)噪聲系數(shù)和泵浦功率關(guān)系圖四顯示了增益和噪聲系數(shù)與1550nm波長(zhǎng)輸入信號(hào)功率之間關(guān)系。第二級(jí)的泵浦功率設(shè)置為220,150,100和50mw，第一級(jí)的泵浦功率仍然固定為10mw。對(duì)于-30dbm信號(hào)，用最低功率50mw泵浦時(shí)，增益值超過了40db，因此，最高增益在泵浦功率超過50mw，信號(hào)功率低于-30dbm時(shí)獲得。對(duì)于小信號(hào)（<-40dbm）我們沒有觀察到明顯的增益飽和現(xiàn)象。我們期望對(duì)于更低功率的信號(hào)（<-60dbm）增益值可以超過70db。放大器的噪聲系數(shù)也被記錄了

42、下來，它隨著信號(hào)功率的增加而增加。對(duì)于低于-30dbm的信號(hào)，噪聲系數(shù)達(dá)到了最低值，最低值在7db和10db之間。圖四：增益和噪聲系數(shù)與1550nm波長(zhǎng)輸入信號(hào)功率之間關(guān)系圖五顯示出輸出功率和增益之間關(guān)系。信號(hào)輸出功率和增益都隨著泵浦功率的增加而增加，并且二者都是常量。泵浦功率為10,30,70和90mw時(shí)，輸出飽和功率分別為3,8,10.5和13dbm。未達(dá)到飽和的增益值為41,47,51,53和54db。對(duì)于波長(zhǎng)為1550nm的功率為0dbm的輸入信號(hào)有一個(gè)輸出功率最大值，為13.01dbm（泵浦90mw），-50dbm信號(hào)最大增益值為61db。圖五：1550nm波長(zhǎng)信號(hào)輸出功率和增益之間

43、關(guān)系圖六描述了輸出信號(hào)功率值和輸入信號(hào)功率值在不同泵浦功率下的關(guān)系。圖表顯示出隨著輸入信號(hào)的增加，輸出信號(hào)也增加。圖表顯示出了輸出功率對(duì)于輸入功率的依賴關(guān)系。系統(tǒng)顯示出對(duì)于-30dbm信號(hào)的一個(gè)較高的輸出功率值，為18dbm。信號(hào)功率從0dbm減少到-30dbm時(shí)，輸出信號(hào)基本不變。低于-30dbm時(shí)輸出開始持續(xù)降低了。對(duì)于-45dbm和-50dbm之間輸入信號(hào)，輸出不足10dbm了。圖六：1550nm波長(zhǎng)信號(hào)輸出信號(hào)功率值和輸入信號(hào)功率值的關(guān)系7.光放大器應(yīng)用要求為了確保WDM系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，WDM系統(tǒng)中使用的EDFA應(yīng)具有足夠的帶寬、平坦的增益、低噪聲系數(shù)和高輸出功率。 EDFA增益帶寬

44、目前，EDFA可用增益頻譜范圍為l530l565nm，增益帶寬為35nm左右，可以滿足432信道的WDM系統(tǒng)。如果希望進(jìn)一步增大帶寬，以利用波長(zhǎng)資源，則必須開發(fā)新型的光放大器。 WDM系統(tǒng)對(duì)EDFA增益平坦度的要求 EDFA的增益平坦度(GF)是指在整個(gè)可用增益的帶寬內(nèi)，最大增益波長(zhǎng)點(diǎn)的增益與最小增益波長(zhǎng)點(diǎn)的增益之差。在WDM系統(tǒng)中，要求EDFA的GF越小越好。 一般EDFA在它的工作波段內(nèi)存在著一定的增益起伏，即不同波長(zhǎng)所得到的增益不同。雖然增益差值不大，但當(dāng)多個(gè)EDFA級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，這種增益差值會(huì)線性積累，嚴(yán)重時(shí)，信號(hào)到達(dá)接收端后，有些高增益信道的接收光功率過大使接收機(jī)過載，而某些低增益信道

45、的接收光功率過小而達(dá)不到接收機(jī)靈敏度。因此，要使各信道上的增益偏差處于允許范圍內(nèi)，放大器的增益就必須平坦。 使光纖放大器增益平坦的技術(shù)有兩種途徑：一是增益均衡技術(shù)；二是光纖技術(shù)。 a增益均衡技術(shù)增益均衡技術(shù)是利用損耗特性與放大器的增益波長(zhǎng)特性相反的增益均衡器來抵消增益的不均勻性，這種技術(shù)的關(guān)鍵在于放大器的增益曲線和均衡器的損耗特性精密吻合，使綜合特性平坦。增益均衡技術(shù)可以分為固定式的和動(dòng)態(tài)的?，F(xiàn)階段實(shí)用化的固定式增益平坦技術(shù)主要有光纖光柵技術(shù)和介質(zhì)多層薄膜濾波器技術(shù)等。增益均衡用的光纖光柵是一種長(zhǎng)周期光纖光柵。其光柵周期一般為數(shù)百um。通過多個(gè)長(zhǎng)周期的光柵組合，可以構(gòu)成具有與EDFA增益波長(zhǎng)特

46、性相反的增益均衡器。使用該技術(shù)，在15281568nm的40nm帶寬內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)增益偏差在5以內(nèi)的帶寬增益平坦的EDFA。 動(dòng)態(tài)的增益均衡技術(shù)是指動(dòng)態(tài)增益可調(diào)的增益平坦濾波器技術(shù)，主要有法拉第旋轉(zhuǎn)體型增益可調(diào)濾波器技術(shù)、波導(dǎo)MZ型增益可調(diào)型濾波器技術(shù)、陣列波導(dǎo)型動(dòng)態(tài)增益可調(diào)濾波器技術(shù)和聲光型動(dòng)態(tài)增益可調(diào)濾波器技術(shù)等。b光纖技術(shù)所謂光纖技術(shù)是指通過改變光纖材料或者利用不同光纖的組合來改變EDF的特性，從而改善EDFA的增益平坦性?？煞譃闉V波器型和本征型兩類。 濾波器型是在EDFA中內(nèi)插無源濾波器將1530nm的增益峰降低，或?qū)ｉT設(shè)計(jì)其透射譜與EDFA增益譜相反的光濾波器將增益譜削平，但濾波器型結(jié)構(gòu)工藝都較復(fù)雜，附加損耗大，輸出功率會(huì)減小。 本征型是在EDF中摻入別的雜質(zhì)(如摻鋁EDFA、摻釔EDFA)或改變EDF基質(zhì)(如氟化物EDFA、碲化物EDFA)。其最大優(yōu)點(diǎn)是無需制作和引入附加元件。 EDFA增益特性的優(yōu)化技術(shù) 采用放大波段內(nèi)的增益控制和光譜均衡方法，能取得ED