EDFA的結(jié)構(gòu)

　　摻鉺光纖放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)是利用摻鉺光纖作為增益介質(zhì)，使用激光二極管發(fā)出的泵浦光對(duì)信號(hào)光進(jìn)行放大的器件。摻鉺光纖放大器的結(jié)構(gòu)如圖所示。

　　波分復(fù)用器也稱為合波器，它的功能是將980/1550nrn或1480/1550nm波長(zhǎng)的泵浦光和信號(hào)光合路后送入摻鉺光纖，對(duì)它的要求是插入損耗小，而且對(duì)光的偏振不敏感。

　　光隔離器的作用是使光的傳輸具有單向性，防止光反射回原器件，因?yàn)檫@種反射會(huì)增加放大器的噪聲并降低放大效率。 光濾波器的作用是濾掉光放大器中工作帶寬之外的噪聲，以提高系統(tǒng)的信噪比。

　　摻鉺光纖是EDFA的核心部件。它以石英光纖作為基質(zhì)，在纖芯中摻人固體激光工作物質(zhì)——鉺離子。在幾米至幾十米的摻鉺光纖內(nèi)，光與物質(zhì)相互作用而被放大、增強(qiáng)。

　　摻鉺光纖的模場(chǎng)直徑(MFD)為3—6 Fxn，，比常規(guī)光纖的直徑(9～16p~m)要小得多。這是為了提高信號(hào)光和泵浦光的能量密度，從而提高其相互作用的效率。但摻鉺光纖芯徑的減小也使得它與常規(guī)光纖的模場(chǎng)不匹配，從而產(chǎn)生較大的反射和連接損耗，解決的方法是在光纖中摻人少許氟元素，使折射率降低，從而增大模場(chǎng)直徑，達(dá)到與常規(guī)光纖可匹配的程度。另外，在熔接時(shí)，還可通過(guò)使用過(guò)渡光纖、拉長(zhǎng)常規(guī)光纖接頭長(zhǎng)度以減小芯徑等方法減小模場(chǎng)直徑的不匹配。

　　為了實(shí)現(xiàn)更有效地放大，在制作摻鉺光纖時(shí)，大多數(shù)鉺離子都集中在纖芯的中心區(qū)域。因?yàn)樵诠饫w中，可認(rèn)為信號(hào)光與泵浦光的光場(chǎng)近似為高斯分布，在纖芯軸線上光強(qiáng)最強(qiáng)，鉺離子在近軸區(qū)域，將使光與物質(zhì)充分作用，從而提高能量轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)摻鉺光纖放大器的使用場(chǎng)合，有多種型號(hào)的摻鉺光纖供設(shè)計(jì)EDFA時(shí)采用，如EDt7一PAX_01型用于設(shè)計(jì)在線放大器和前置放大器，其增益帶寬具有平坦和寬的特性;EDF-LAX_01型可用于在線放大器，它的功率轉(zhuǎn)換效率高且噪聲系數(shù)低.

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