分布放大器

2021-02-22 15:20:15 浏览:854

定义

在光纤数据链中的光纤放大器,在很长的传输光纤上发生的放大过程。

对于应用于长途数据传输的长光纤链路,需要一个或者多个光纤放大器来保证接收器处有足够大的信号功率并且在保证误码率的前提下保持足够的信噪比。许多情况下,这些放大器是分立的,由几米稀土掺杂光纤来实现,它被光纤耦合的二极管激光器泵浦,有时会作为发射器的一部分或者仅仅在接收器前面使用,或者在传输光纤中间的某个地方使用。也可以采用传输光纤本身的分布放大器,泵浦光通常是在接收器或者发射器端口注入,或者两个端口同时注入。这一分布放大器可能会得到类似的总体增益,但是单位长度的增益低很多。也就是说这可以在存在传输损耗的情况下保持一个合理的信号功率水平,而不是将功率提高几十分贝。

优点和缺点

采用分布放大器的一个优点就是较低的链路上积累的放大器噪声。这主要是因为信号功率始终被维持着而没有讲到很低的程度,而在分立放大器中这种情况是会发生的。于是可以在没有附加放大器噪声的前提下,峰值信号功率可以减小。这实际上减小了潜在的不利的光纤非线性效应。

分布放大器的一个非常大的缺点就是需要更高的泵浦功率。这适用于拉曼放大器和稀土掺杂放大器,在下面会有讨论。

不同类型放大器的优点取决于传输系统和其特性。例如,对于仅仅基于孤子的系统,重点考虑的因子是波长范围和信号带宽。

分布激光放大器

分布放大器可以通过两种不同的形式来实现。第一种方法是采用包含一些稀土掺杂离子的传输光纤,例如铒离子,但是相比于一般的放大器光纤掺杂浓度需要低很多。尽管通信通常采用二氧化硅光纤,它对稀土离子的可溶性很低,低的掺杂可以避免淬灭效应。但是,由于传输光纤还具有一些其它的限制,很难优化光纤使其具有大的增益带宽。尤其是,任何的掺杂都会提高传输损耗,然而在短的分立放大器中这就不是非常严重的问题。

由于分布放大器的泵浦光也需要传输很长的距离,因此会经历传输损耗,如果泵浦波长比信号波长小很多,损耗甚至比信号光还多。因此长的分布掺铒放大器需要采用1.45微米的泵浦光,而不是常用的980nm光。而这个又会对放大器增益的光谱形状产生了更多的限制。即使采用长的泵浦波长,相比于分立光纤放大器,由于存在泵浦损耗,所以对泵浦功率需求更高。

分布拉曼放大器

另外一种分布放大器是拉曼放大器,它不需要稀土掺杂,而是李利用受激拉曼散射实现放大过程。同样的,传输光纤很难优化到适合拉曼放大过程,因为传输损耗需要很低,而且泵浦光也会经历传输损耗。因此,需要非常大的泵浦功率。

采用一个泵浦光源泵浦的增益谱取决于光纤纤芯的化学成分。经过调整的更宽的增益谱可以通过结合不同泵浦波长来实现。

参考文献

[1] A. Hasegawa, “Numerical study of optical soliton transmission amplified periodically by the stimulated Raman process”, Appl. Opt. 23 (19), 3302 (1984)
[2] L. F. Mollenauer et al., “Soliton propagation in long fibers with periodically compensated loss”, IEEE J. Quantum Electron. 22 (1), 157 (1986)
[3] M. Nakazawa et al., “Ultralong dispersion-shifted erbium-doped fiber amplifier and its application to soliton transmission”, IEEE J. Quantum Electron. 26 (12), 2103 (1990)
[4] E. Desurvire, “Analysis of distributed erbium-doped fiber amplifiers with fiber background loss”, IEEE Photon. Technol. Lett. 3 (7), 625 (1991)
[5] S. Wen, “Distributed erbium-doped fiber amplifier for soliton transmission”, Opt. Lett. 19 (1), 22 (1994)
[6] Y. Emori et al., “100 nm bandwidth flat-gain Raman amplifiers pumped and gain-equalized by 12-wavelength channel WDM laser diode unit”, Electron. Lett. 35, 1355 (1999)
[7] V. E. Perlin and H. G. Winful, “On distributed Raman amplification for ultrabroad-band long-haul WDM systems”, J. Lightwave Technol. 20 (3), 409 (2002)
[8] T. Zhang et al., “Distributed fiber Raman amplifiers with incoherent pumping”, IEEE Photon. Technol. Lett. 17 (6), 1175 (2005)

参阅:光纤链路、光纤放大器、拉曼放大器

作          者: 泮桥成像光电商城

出          处: https://www.ipanqiao.com/entry/186

版          权:本文版权归泮桥成像光电商城所有

免责声明:本文中使用的部分文字内容与图片来自于网络,如有侵权,请联系作者进行删除。

转          载:欢迎转载,但必须保留上述声明;必须在文章中给出原文链接;否则必究法律责任。

Copyright © 2019-2022 南京超维景生物科技有限公司 版权所有 www.ipanqiao.com苏ICP备20009590号-1
联系我们
立即做合同
微信客服
电话咨询

400-998-9826

17302548620

快速留言

泮桥成像光电商城专业人员会在24小时之内联系您

关闭 提交