增益均衡

2021-02-23 10:06:17 浏览:270

定义

使光学放大器装置的增益谱在一定频率范围内趋于平坦的装置。

光纤放大器的光学增益在某种程度上依赖于光波的波长,这是比较让人烦恼的。例如,在光纤通信中应用的波分复用器,它随波长变化的增益会使各传输通道的功率不平衡。因此,有比较采取办法使增益均衡,或者也成为增益平坦。有几种技术可以实现:

1、对于给定的掺杂活性光纤,增益谱的形状可以通过调整激光活性离子的平均反转能级来进行优化。可以通过改变泵浦功率或者活性光纤的长度来调整。

2、也可以优化光纤纤芯中材料的成分。例如,二氧化硅光纤中可以加入各种掺杂物质,氟化物光纤可以提供相对平坦的增益谱。

3、光纤玻璃具有不同组分的光纤放大器可以组成一个放大器链来得到宽带的杂化放大器。这种装置也会包含拉曼放大器。

4、另外一个方法是采用分频放大器,采用一个依赖于波长的分束器将信号光分配到不同的光纤放大器中,然后采用另外一个依赖于波长的耦合器再将这些光谱成分组合一起。

5、可以采用光学滤波器(增益平坦滤波器),它在增益较高的波长区域的损耗也较大。这些滤波器通常是采用光纤布拉格光栅(长周期光栅,倾斜光栅或者啁啾光栅),当然也存在许多其他类型的滤波器。

采用平坦滤波器优化多级放大器是非常复杂的,因为放大器和滤波器的结合可以得到很好的噪声系数和泵浦效率。典型的解决两级掺杂二氧化硅光纤放大器的方案是在两级之间添加一个光学滤波器。

拉曼放大器中使增益谱平坦可以采用多个能级平衡的泵浦光束[7]的方法来进行。

参考文献

[1] K. Inoue et al., “Tunable gain-equalization using a Mach–Zehnder optical filter in multistage amplifiers”, IEEE Photon. Technol. Lett. 3, 718 (1991)
[2] S. F. Su et al., “Gain equalization in multiwavelength lightwave systems using acousto-optic tunable filters”, IEEE Photon. Technol. Lett. 4, 269 (1992)
[3] R. Kashyap et al., “Wavelength flattened saturated erbium amplifier using multiple side-tap Bragg gratings”, Electron. Lett. 29 (11), 1025 (1993)
[4] B. Clesca et al., “1.5 μm fluoride-based fiber amplifiers for wideband multichannel transport networks”, Opt. Fiber Technol. 1, 135 (1995)
[5] A. M. Vengsarkar et al., “Long-period fiber-grating-based gain equalizers”, Opt. Lett. 21 (5), 336 (1996)
[6] N. Park et al., “High-power Er–Yb-doped fiber amplifier with multichannel gain flatness within 0.2 dB over 14 nm”, IEEE Photon. Technol. Lett. 8, 1148 (1996)
[7] 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)
[8] M. Harurnoto et al., “Gain-flattening filter using long-period fiber gratings”, J. Lightwave Technol. 20 (6), 1027 (2002)
[9] Ik-Bu Sohn et al., “Gain flattened and improved EDFA using microbending long-period fibre gratings”, Electron. Lett. 38 (22), 1324 (2002)

参阅:增益、光纤放大器、光学滤波器、波分复用器

放大器

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