摻鉺光纖放大器 L波段摻鉺光纖放大器

光纖放大器是光纖通信系統(tǒng)對(duì)光信號(hào)直接進(jìn)行放大的光放大器件。在使用光纖的通信系統(tǒng)中，不需將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的一種技術(shù)。摻鉺光纖放大器(EDFA，即在信號(hào)通過(guò)的纖芯中摻入了鉺離子Er3 + 的光信號(hào)放大器)是英國(guó)南安普頓大學(xué)和日本東北大學(xué)首先研制成功的光放大器，它是光纖通信中最偉大的發(fā)明之一。

摻鉺光纖是在石英光纖中摻入了少量的稀土元素鉺(Er)離子的光纖，它是摻鉺光纖放大器的核心。從20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始，摻鉺光纖放大器的研究工作不斷取得重大的突破。WDM技術(shù)、極大地增加了光纖通信的容量。成為當(dāng)前光纖通信中應(yīng)用最廣的光放大器件。

l非線性效應(yīng):

EDFA采用提高注入光纖中光功率的方式放大光功率，但并不是越大越好。當(dāng)光功率增大到一定程度時(shí)，將產(chǎn)生光纖非線性效應(yīng)。所以，在使用光纖放大器時(shí)，要注意控制單信道入纖光功率的數(shù)值。

當(dāng)光路正常時(shí)，由泵浦光激勵(lì)的鉺離子被信號(hào)光帶走，從而完成信號(hào)光的放大。如果截?cái)噍斎牍猓捎趤喎€(wěn)態(tài)的鉺離子仍不斷聚集，一旦恢復(fù)信號(hào)光輸入，將產(chǎn)生能量跳變，導(dǎo)致光浪涌。

解決光浪涌的方法是在EDFA中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光功率減弱(APR)或自動(dòng)光功率關(guān)斷(APSD)功能，即EDFA在無(wú)輸入光時(shí)自動(dòng)降低功率或自動(dòng)關(guān)斷功率，從而抑制浪涌現(xiàn)象的發(fā)生。

摻鉺光纖放大器在常規(guī)光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中應(yīng)用，可以省去大量的光中繼機(jī)，而且中繼距離也大為增加，這對(duì)于長(zhǎng)途光纜干線系統(tǒng)具有重要意義。其主要應(yīng)用包括:

1、可作光距離放大器。傳統(tǒng)的電子光纖中繼器有許多局限性。如，數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換時(shí)，中繼器要作相應(yīng)的改變;設(shè)備由低速率改變成高速率時(shí)，中繼器要隨之更換;只有傳輸同一波長(zhǎng)的光信號(hào)，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，等等。摻鉺光纖放大器則克服了這些缺點(diǎn)，不僅不必隨信號(hào)方式的改變而改變，而且設(shè)備擴(kuò)容或用于光波分復(fù)用時(shí)，也無(wú)需更換。

2、可作光發(fā)送機(jī)的后置放大器及光接收機(jī)的前置放大器。作光發(fā)送機(jī)的后置放大器時(shí)，可將激光器的發(fā)送功率從0db提高到+10db。作光接收機(jī)的前置放大器時(shí)，其靈敏度也可大大提高。因此，只需在線路上設(shè)1-2個(gè)摻鉺放大器，其信號(hào)傳輸距離即可提高100-200km。

此外，摻鉺光纖放大器待解決的問(wèn)題

摻鉺光纖放大器的獨(dú)特優(yōu)越性已被世人所公認(rèn)，并且得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，摻鉺光纖放大器也存在著一定的局限性。比如，在長(zhǎng)距離通信中不能上下話路、各站業(yè)務(wù)聯(lián)系比較困難、不便于查找故障、泵浦光源壽命不長(zhǎng)，隨著光纖通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題將會(huì)得到完滿的解決。