光纖放大器的作用



增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度

光纖放大器能夠?qū)⒐庠摧敵龅墓庑盘?hào)放大，提高信號(hào)的強(qiáng)度，使其能夠傳輸更遠(yuǎn)的距離或在更寬的網(wǎng)絡(luò)中傳輸。這使得光纖通信系統(tǒng)能夠覆蓋更大的地理區(qū)域，支持更多的用戶(hù)和設(shè)備。

改善信號(hào)質(zhì)量

通過(guò)放大光信號(hào)，光纖放大器可以減少信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減和失真，從而改善信號(hào)的質(zhì)量。這有助于降低誤碼率，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />
提高傳輸速度

隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，高速率、大容量的數(shù)據(jù)傳輸已成為主流。光纖放大器能夠支持更高的傳輸速度，使得更多的信息能夠在有限的時(shí)間內(nèi)傳輸。

簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

光纖放大器的使用可以簡(jiǎn)化光纖通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，減少中繼器的數(shù)量，降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。這有助于提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

制作光纖時(shí)，采用特殊工藝，在光纖芯層沉積中摻入極小濃度的稀土元素，如鉺、鐠或銣等離子，可制作出相應(yīng)的摻鉺、摻鐠或摻銣光纖。光纖中摻雜離子在受到泵浦光激勵(lì)后躍遷到亞穩(wěn)定的高激發(fā)態(tài)，在信號(hào)光誘導(dǎo)下，產(chǎn)生受激輻射，形成對(duì)信號(hào)光的相干放大。這種OFA實(shí)質(zhì)上是一種特殊的激光器，它的工作腔是一段摻稀土粒子光纖，泵浦光源一般采用半導(dǎo)體激光器。當(dāng)前光纖通信系統(tǒng)工作在兩個(gè)低損耗窗口：1.55μm波段和1.31μm波段。選擇不同的摻雜元素，可使放大器工作在不同窗口。

當(dāng)信號(hào)很弱時(shí)，光纖放大器也可應(yīng)用于數(shù)據(jù)接收器之前。除了引入放大器噪聲外，這可以提高信噪比和數(shù)據(jù)傳輸速率，因?yàn)榉糯笃髟肼暠冉邮掌鞯妮斎朐肼曇　Ｑ┍蓝O管更加常用，它內(nèi)部本身具有信號(hào)放大功能。



摻鉺的雙包層光纖可用來(lái)產(chǎn)生幾十瓦甚至更高的輸出功率。在這種情況下，泵浦吸收效率比較弱，摻鐿的纖芯有很大的用途。也可以將1500nm波長(zhǎng)區(qū)域的超短脈沖放大到比較高的能量，這需要采用EDFAs作為一個(gè)放大器鏈。利用了這些放大器的高飽和能量，尤其是采用摻鉺的具有很大模式面積光纖。

近年來(lái)，隨著信息和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖放大器的研究和發(fā)展又進(jìn)一步擴(kuò)大了增益帶寬，將光纖通信系統(tǒng)推向了高速率、大容量、長(zhǎng)距離方向發(fā)展。由于光纖放大器的特性能，在DWDM傳輸系統(tǒng)、光纖CATV和光纖接入網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。密集波分復(fù)用系統(tǒng)在光纖傳輸系統(tǒng)中已成為技術(shù)主流，作為DWDM系統(tǒng)核心器件之一的光纖放大器在其應(yīng)用中將得到迅速發(fā)展，這主要是由于光纖放大器有足夠的增益帶寬，它和WDM技術(shù)相結(jié)合可迅速簡(jiǎn)便地?cái)U(kuò)大現(xiàn)有光纜系統(tǒng)的通信容量，延長(zhǎng)中繼距離。

采用摻鐿光纖可以在較短波長(zhǎng)處取得高增益。這種光纖除了摻雜鉺離子，還包含一部分的鐿離子（通常鐿的濃度要遠(yuǎn)大于鉺）。鐿離子也可以由980nm泵浦光（也可以由1064nm泵浦光）激發(fā)，然后將它們的能量轉(zhuǎn)移到鉺離子中。通過(guò)合理配置光纖纖芯中摻雜成分的濃度，能量轉(zhuǎn)移可以達(dá)到很高的效率。但是，純摻鉺光纖在通訊領(lǐng)域應(yīng)用更廣泛，因?yàn)轭~外摻鐿在這個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用并沒(méi)有顯著優(yōu)勢(shì)，并且由于化學(xué)成分改變可能會(huì)降低增益帶寬。

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