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        光纖放大器的工作原理

摻鉺光纖放大器的工作原理

Er3 能級圖及放大過程：摻鉺光纖放大器之所以能放大光信號的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基態4I15/2躍遷至處于高能級的泵浦態，對于不同的泵浦波長電子躍遷到不同的能級，當用980nm波長的光泵浦時，如圖15-1所示，Er＋3從基態躍遷至泵浦態4I11/2。由于泵浦態上的載流子的壽命只有1μs，電子迅速以非輻射方式由泵浦態豫馳至亞穩態，在亞穩態上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩態上的粒子不斷累積，從而實現粒子數反轉分布。光纖連接器陶瓷插芯表面光潔度要求極高，除專用清潔布外禁止用手觸摸或接觸硬物。當有1550nm的信號光通過已被激發的鉺光纖時，在信號光的感應下，亞穩態上的粒子以收集受激輻射的方式躍遷到基態，同時釋放出一個與感應光子全同的光子，從而實現了信號光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。在放大過程中，亞穩態上的粒子也會以自發輻射的方式躍遷到基態，自發輻射產生的光子也會被放大，這種放大的自發輻射（ASE: Amplified Spontaneous Emission）會消耗泵浦光并引入噪聲。

不同類型光纖放大器介紹

EDFA的結構

泵浦光由半導體激光器(LD)提供，與被放大信號光一起通過光耦合器或波分復用耦合器注入摻餌光纖(EDF)。為什么光纖放大器被廣泛應用惡劣的天氣情況，會對無線光通訊系統的傳播信號產生衰耗作用。光隔離器用于隔離反饋光信號，提高穩定性。光濾波器用于濾除放大過程中產生的噪聲。為了提高EDFA的輸出功率，泵浦激光亦可從EDF的末端(放大器輸出端)注入，或輸入輸出端同時注入，

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光纖放大器

增益與摻鉺光纖長度的關系

EDFA的增益還跟輸進光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3 的濃度都有關系，如小信號輸進時的增益系數大于大信號輸進時的增益系數。當輸進光弱時，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供給，因而，受激輻射就能維持達到相當的程度。光纖放大器以下內容由康冠光電為您提供，希望對同行業的朋友有所幫助。當輸進光變強時，由于高能位的電子供給不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長，3 dB飽和輸出功率也就越大。其次與當Er3 的濃度超過一定值時，增益反而會降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。

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