掺铒光纤放大器方案

2021-03-01 16:12:56 浏览:557

背景介绍

光纤通信采用光纤传输光信号通常受到两个方面的限制,即光损耗和色散,造成光纤中无中继传输距离较短,而掺铒光纤放大器(Er-Doped Fiber Amplifier, EDFA)的研制成功则打破了光纤通信传输距离受到的限制,使全光通信的距离延长至几千公里,给光纤通信行业带来了革命性的变化。

EDFA采用掺铒光纤(Er-Doped Fiber, EDF)作为增益介质,在泵浦光的作用下(980nm/1480nm)产生粒子数反转,信号光诱导实现受激辐射放大。EDFA的主要优点包括增益高、带宽大、输出功率高、泵浦效率高、插入损耗低、对偏振态不敏感等,是光纤通信中应用最广的光放大器件。

工作原理

正向泵浦EDFA的结构图如图1所示,是由一段掺铒光纤、泵浦光源、光隔离器(Optical Isolator)、光波分复用器(Wavelength Division Multiplexing,WDM)和光学滤波器(Optical Filter)等组成。

图 1 正向泵浦的EDFA原理结构图

在这一结构中泵浦光是从信号光输入端进入的,因此称为前向泵浦,还有后向和双向泵浦,实际应用中可根据不同的系统要求而选择不同的结构。在放大器中,泵浦光源一般选择980nm的激光二极管,因为980nm泵浦光的转换效率更高,而且噪声更低;WDM是将信号光和泵浦光同时耦合进掺铒光纤中;掺铒光纤是放大器中的关键部分;光学滤波器是为了抑制光反射,使放大器工作稳定;光学滤波器是用来消除放大器的自发辐射以降低噪声。

系统所需器件

ISO:光纤隔离器,隔离度应大于40dB;

WDM: 980nm/1550nm波分复用器;

Filter: 窄带光学滤波器;

Pump: 980nm激光二极管。

解决方案

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