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1、TC000002 光放大器,1.0,引入,我们知道光信号沿光纤传播时将会衰减。因此，为了使信号传得更远，我们必须增强光信号。传统的增强光信号的方法是使用再生器。但是，这种方法存在许多缺点。这种方法有那些缺点？,学习目标,描述光放大器的类型和对光放大器性能的要求; 描述掺铒光纤放大器EDFA工作原理及性能特点; 描述拉曼光纤放大器RFA的工作原理及性能特点; 简述半导体光放大器的工作原理.,学习完本课程，您应该能够：,参考资料,TC000001 光纤与光器件 ISSUE1.0.doc TC000003 WDM原理 ISSUE1.0.doc Djafar.K.Mynbaev, Lowell.L.S
2、cheiner 光纤通信技术，北京 机械工业出版社 2002 邱昆 光纤通信导论，四川 电子科技大学出版社 1995 聂秋华 光纤激光器与光放大技术，北京电子工业出版社 1997 赵梓森等 光纤通信工程，北京 人民邮电出版社 1994,课程内容,第一章 光放大器概述 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放大器,光放大器的特点,光放大器是用来提高光信号强度的器件。,光放大器的主要性能参数,增益（Gain） 噪声指数（NF） 增益带宽 饱和输出功率,课程内容,第一章 光放大器格式 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放大器,第二章 掺铒光纤放
3、大器,第一节 EDFA的工作原理 第二节 EDFA的优缺点,EDFA的工作原理,掺铒光纤中Er3+离子受激辐射和自发辐射,放大的自发辐射（ASE）是噪声的最主要来源。,EDFA的工作原理,掺铒光纤放大器光学结构,EDFA的优缺点,优点： 工作波长与单模光纤的最小衰减窗口一致。 耦合效率高。 增益高、噪声指数较低、输出功率大，信道间串扰很低。 增益特性稳定：EDFA对温度不敏感，增益与偏振相关性小。 增益特性与系统比特率和数据格式无关。,缺点： 增益波长范围固定。 增益带宽不平坦。 光浪涌问题 。,课程内容,第一章 光放大器概述 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放
4、大器,拉曼光纤放大器的原理,受激拉曼散射效应,拉曼光纤放大器的特点,其增益波长由泵浦光波长决定； 其增益介质为传输光纤本身 ； 噪声指数低。,拉曼光纤放大器的分类,分立式拉曼放大器 分布式拉曼放大器,拉曼光纤放大器的优缺点,优点： 在任何类型光纤上都有增益，增益波长由泵浦波长决定； 放大器结构较简单； 可抑制非线性效应； 宽带范围（30nm）内增益平坦 (1 dB) ； 选择更多泵浦波长，可增加带宽和增益平坦度。,拉曼光纤放大器的优缺点,缺点： 泵浦的光子效率较低，需要高功率泵浦； 强烈的偏振相关增益，采用正交泵浦方式； 瞬态增益，采用后向泵浦方式； 光器件和光纤承载高光功率； 现场光纤的增益
5、特性不一致；,课程内容,第一章 光放大器概述 第二章 掺铒光纤放大器 第三章 拉曼光纤放大器 第四章 半导体光放大器,半导体光放大器的原理,SOA的优缺点,优点： SOA能工作在1310nm和1550nm两个波长窗口上，甚至能同时工作在两个波长窗口上； SOA有较宽的工作带宽。 SOA能够和其他的半导体器件和光学器件集成为一个芯片，称为光电集成电路（OEIC）。,缺点： SOA存在相对较高的串扰和噪声； SOA对偏振较敏感且对温度敏感； SOA与光纤耦合的效率较低。,问题,目前主要有那两种类型的光放大器？那一种已经商用？ 与再生器相比，光放大器有何优点？ 简述掺铒光纤放大器的工作原理和优缺点。
6、 掺铒光纤放大器中的主要噪声来源是什么？ 简述拉曼光纤放大器的工作原理和优缺点？,本章总结,目前主要有两种类型的光放大器：半导体光放大器和光纤放大器。 光放大器的作用是补偿光信号传输和处理过程中的功率衰减。 光放大器的特性参数有增益、工作带宽、噪声指数和饱和输出功率。 掺铒光纤放大器是运用受激辐射的原理增强光信号的功率，工作波长范围在1550nm窗口；掺铒光纤放大器具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、与偏振性小、噪声指数较低等特点，掺铒光纤放大器的噪声主要来源是放大的自发辐射（ASE）。 拉曼光纤放大器是利用光纤的拉曼效应放大光信号，拉曼光纤放大器增益范围由泵浦波长决定；且结构较简单；增益宽带范围（30nm）内增益平坦 (1 dB)，噪声指数非常小； 半导体光放大器由于其自身的缺点，目前还没有被广泛使用。,
