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        光纖放大器的工作原理

摻鉺光纖放大器的工作原理

Er3+能級圖及放大過程：摻鉺光纖放大器之所以能放大光信號的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基態(tài)4I15/2躍遷至處于高能級的泵浦態(tài)，對于不同的泵浦波長電子躍遷到不同的能級，當(dāng)用980nm波長的光泵浦時，如圖15-1所示，Er＋3從基態(tài)躍遷至泵浦態(tài)4I11/2。由于泵浦態(tài)上的載流子的壽命只有1μs，電子迅速以非輻射方式由泵浦態(tài)豫馳至亞穩(wěn)態(tài)，在亞穩(wěn)態(tài)上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子不斷累積，從而實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。當(dāng)有1550nm的信號光通過已被激發(fā)的鉺光纖時，在信號光的感應(yīng)下，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子以收集受激輻射的方式躍遷到基態(tài)，同時釋放出一個與感應(yīng)光子全同的光子，從而實現(xiàn)了信號光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。在放大過程中，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子也會以自發(fā)輻射的方式躍遷到基態(tài)，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子也會被放大，這種放大的自發(fā)輻射（ASE: Amplified Spontaneous Emission）會消耗泵浦光并引入噪聲。

由于超高速率、大容量、長距離光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，對作為光纖通信領(lǐng)域的關(guān)鍵器件——光纖放大器在功率、帶寬和增益平坦方面提出了新的要求，因此，在未來的光纖通信網(wǎng)絡(luò)中，光纖放大器的發(fā)展方向主要有以下幾個方面：

(1)EDFA從C-Band向L-Band發(fā)展；

(2)寬頻譜、大功率的光纖拉曼放大器；

(3)將局部平坦的EDFA與光纖拉曼放大器進(jìn)行串聯(lián)使用，獲得超寬帶的平坦增益放大器；

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光放大器的發(fā)展趨勢

以下內(nèi)容由康冠世紀(jì)為您提供，今天我們來分享光放大器的相關(guān)內(nèi)容，希望對同行業(yè)的朋友有所幫助！

(1)發(fā)展應(yīng)變補償?shù)臒o偏振、單片集成、光橫向連接的半導(dǎo)體光放大器光開關(guān)；

(2)研發(fā)具有動態(tài)增益平坦技術(shù)的光纖放大器；

(3)小型化、集成化光纖放大器。

隨著新材料、新技術(shù)的不斷突破，光纖放大器在1292~1660nm波長范圍內(nèi)獲得帶寬為300nm超寬帶將不是夢想，Tbit/s DWDM光網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將一定會實現(xiàn)。