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光放大器存在的问题 回收竹中传感器,光纤放大器
尽管光放大器(尤其是EDFA)有许多突出的优点,但它也不是一个理想的放大器。除了附加噪声使信号的SNR下降外,还有一些其他的不足,如:
放大器带宽内增益谱不平坦影响多信道放大性能;
光放大器级联应用时,ASE噪声、光纤色散及非线性效应的影响会累积。
这些问题在应用及系统设计中必须考虑。
光放大器在光纤通信系统中的应用
在光纤通信系统中,光放大器既可作为发送机的功率提升放大器以提高发送功率,也可作为接收机的前置放大器以提高接收灵敏皮,亦可代替传统的光—电—光中继器,延长传输距离,实现全光通信。
在光纤通信系统中,限制传输距离的主要因素是光纤的损耗和色散。采用窄谱线光源,或工作在零色散波长附近,光纤色散的影响就较小。这种系统不需要在每个中继站进行的信号定时再生(3R中继),只要用光放大器把光信号直接放大就足够了(1R中继)。光放大器不但可用于长途干线系统中,也可用于光纤分配网,尤其是在WDM系统中,进行多信道的同时放大。
1)光放大器在干线光纤通信系统中的应用
图2为光放大器在干线光纤通信系统中的应用示意。图中(a)为用光放大器作为发送机功率提升放大器和接收机前置放大器,使无中继距离成倍延长。例如,采用EDFA,/s的系统传输距离从120km增大到250km甚至达到400km。图2 (b)-(d)为多中继系统中光放大器的应用;图(b)为传统的3R中继方式;图(c)为3R中继器与光放大器混合中继方式;图(d)为全光中继方式;在全光通信系统中,不包含定时和再生电路,因此是比特穿透式的,没有“电子瓶须"的限制,只要更换两端的发送接收设备,就很容易从低速率提升到高速率,光放大器不必更换。
随着半导体激光器连续输出功率的日益提高,其应用范围也不断扩大,其中大功率半导体激光器泵浦的固体激光器(DPSSL)是它的应用领域之一。这一技术综合了半导体激光器与固体激光器的优点,不仅将半导体激光器的波长转换为固体激光器的波长,而且伴随光束质量的改善和光谱线宽的压缩,以及实现脉冲输出等。半导体激光器体积小、重量轻,直接电子注入具有很高的量子效率,可以通过调整组份和控制温度得到不同的波长与固体激光材料的吸收波长相匹配,但它本身的光束质量较差,且两个方向不对称,横模特性也不尽理想。而固体激光器的输出光束质量较高,有很高的时间和空间相干性,光谱线宽与光束发散角比半导体激光小几个量级。对于DPSSL,是吸收波长短的高能量光子,转化为波长较长的低能量光子,这样总有一部分能量以跃迁的方式转换为热。这部分热能量将如何从块状激光介质中散发、排除成为半导体泵浦固体激光器的关键技术。为此,人们开始探索增大散热面积的方法。
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