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光放大技术
光放大技术是波分复用技术中三大关键技术之一。光放大技术主要靠光放大器来实现,光放大器的作用是对复用后的光信号进行直接光放大,以解决WDM系统的超长距离传输问题。
一般来讲,合/分波器的插入损耗较大,大大减小了WDM系统的传输距离(仅为三四十公里左右),满足不了实际需求。使用光放大器后,不仅可使WDM系统的传输距离达到常规要求,而且还可以实现超长距离传输,达到640km无电中继传输。因此,对光放大器的要求是:很高的增益、很宽的带宽和较低的噪声系数等。目前,在1550nm波长范围皆采用掺饵光纤放大器(EDFA),但在1310nm波长范围尚无实用化的光放大器,所以WDM技术仍主要用于1550nm波长范围。最近,半导体光放大器(SOA)技术已经成熟,这种放大器具有高增益、低噪声等特点,并能够对1310nm窗口的光信号进行放大,有望在近期得到商用。
目前光放大器的分类有①掺稀土类光放大器②非线性效应光放大器③半导体光放大器(SOA),非线性光放大器中作为典型的是Roman光放大器而掺稀土类光放大器又可分类,如图所示
其中:
OA (optical AmPlifler):光放大器;
OFA (0ptical Fiber Amplifier):光纤放大器;
EDFA(Erbium Doped Amplifier):掺饵光纤放大器:
EDSFA(Erbium Doped Smca Fiber Amplifier):掺鉺硅基光纤放大器(就是通常的EDFA)
EDFFA(Erbium Doped Fluoride Fiber Amplifier):掺饵氟基光纤放大器:
EDTFA(Erbium Doped Tellurite Fiber Ampumplifier):掺饵碲基光纤放大器:
EYDFA(Erbium Ytterbium Doped Fiber Amplifier):掺饵镱光纤放大器;
EYDSFA(Erbium Ytterbium Doped Silica Fiber Amplifier):掺饵镱硅基光纤放大器;
PDFA(Praseodymium Doped Fiber Amplifier):掺镨氟基光纤放大器:
PDFFA(Praseodymium Doped Fluoride Amplifier):掺镨氟基光纤放大器(就是普通的PDFA)
在此,我将主要介绍以下三种放大器:

(1)半导体激光放大器的增益
由F—P腔理论,FFA的增益是:
式中,G为o单程增益;Rl、及R2分别为两端面的反射率;Vm为F—P腔的谐振频率;△vL为F—P腔的自由谱宽(纵模间隔)。
当入射的v=Vm时,GFY(V)出现峰值,使4G(RlR2)1/2接近于1,可获得较大的增益。但典型的带宽小于10GHz,在光纤通信中用途不大,只适合于信号处理。
对TWLA,可令Rl=R2=0,得到:
式中,L为腔长,


而g0为峰值增益;w0为跃迁频率;T2为横向弛豫时间;Ps为饱和功率。
实际的两端面的反射率Rl=R2<10-4,4G(RlR2)1/2 ≈,带宽70nm。,
由于半导体激光放大器的附加凋瞅与lD的凋瞅正好相反可用于补偿LD的咽瞅,同