1、掺铒光纤放大器增益强化性能研究报告,1.EDFA的简单介绍,EDFA是掺铒光纤放大器英文“Erbium-doped Optical Fiber Amplifier”的缩写,是对信号光放大的一种有源光器件。 EDFA可以使长途通信中的光信号不必经过“光-电-光”的转换，而直接在光域中进行放大。因此，成本降低，设备简化，维护方便，也消除了传输过程中的“电子瓶颈”，实现了“光光”的全光传输，它的诞生是光纤通信领域革命性的突破，它使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能，是DWDM（密集波分复用）系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。,2.EDFA结构图,1、掺铒光纤(EDF)2. 光耦合
2、器(WDM)3. 光隔离器(ISO)4. 光滤波器(Optical Filter)5. 泵浦源(PumPing Supply),摘自百度图片,3.EDFA原理图,三能级系统：,：,泵浦光 980 nm,跃迁,亚稳态,信号光1550 nm,受激放大光1550 nm,基态,基态,激发态,4.影响EDFA增益的因素,（1）掺铒光纤的长度（2）掺铒光纤的Er3+ 浓度（3）信号光功率大小（4）泵浦光波长（5）温度（6）泵浦方式（7）光纤工艺的变化,（1）掺铒光纤的长度,泵浦功率和信号光功率一定的情况下，开始阶段功率增益随掺饵光纤长度的增加而上升，当光纤长度达到一定值后，增益不再增加，反而逐渐下降。这是
3、由于泵浦光激发基态粒子到上能级，信号光通过受激辐射实现放大，而泵浦光沿着掺饵光纤传输，因受激吸收而不断衰减，导致反转粒子数不断减少，当长度超过一定长度，泵浦光就不能让信号光得到充分的放大，同时信号光能量也被吸收，则增益下降。,（2）掺铒光纤的参杂浓度,在相同掺杂半径及泵浦功率下，掺杂浓度较低时，功率增益随掺杂浓度增加。在此条件下得最佳掺饵浓度为1.13e+25/m，超过最佳浓度时，掺饵浓度越大，增益几乎呈线性下降，其原因是饵离子浓度过大，会发生消光现象。因此，把握好适当的掺饵浓度.对生产EDFA有重要的作用。,（3）输入信号光功率大小,图5为增益与输入信号功率的关系曲线。在泵浦光功率为100mW、掺饵光纤长度为5m、输入信号波长1550nm时信号功率从0开始增加，增益急剧下降，随着输入信号功率的增加，功率增益逐渐趋于1,对信号无放大。即泵浦条件一定的情况下，当信号功率非常大时，泵浦功率不足以使输入信号完全实现粒子数反转.增益就会出现下降.放大器增益趋于1.,（4）泵浦光波长,（5）温度,相同EDFA不同温度下的增益数值,（6）泵浦方式,泵浦方式不同对应的增益曲线不一样。对于相同的泵浦波长，三种泵浦方式比较，双向泵浦产生的增益效果最好，但是NF偏大。,（7）光纤工艺的改进,比如在EDF中掺杂Yb3+等工艺上的改进,谢谢！,
