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1、EDFA原理性能、生产工艺及失效原因分析摘 要随着通信技术的发展，通信网络在工业数据传输中的应用日益增多。目前在工业数据传输领域大多采用同轴电缆的通信方式进行，虽然经济实用，但在很大程度上限制了应用场合的拓展。为了使远距离的数据传输实现更灵活方便，本文选用EDFA技术进行远程数据的传输。EDFA网络具有网络覆盖率高、速率快等优势，已广泛应用于电力、铁路、石油等行业，这必将成为工业控制及远程监测等领域的发展趋势。基于掺铒技术的EDFA系统主要由光模块和电模块组成，光模块完成核心的放大等功能，电模块完成相关的控制。模块的各组成部分的参数控制、工艺制程、失效模式是EDFA技术的关键。电模块的辅助使得
2、EDFA的通信系统更易监控，本身的放大功能也更趋完善。通过研究EDFA的核心技术，比较目前应用的各种放大模式，并通过分析目前的工艺及技术参数的实际控制，研究EDFA的实效模式，以提高生产控制力，促使EDFA模块的长远可靠性提升。关键词：EDFA，数据传输，通信系统，失效分析 Principle of EDFA Performance, Production Process and Failure Cause AnalysisABSTRACTWith the development of communication technology, communication network in the
3、 application of industrial data transmission is increasing. At present，using coaxial cable communication way mostly in the field of industrial data transmission, although the economic and practical, but largely limits the applications. In order to make the distance of data transmission to realize mo
4、re flexible and convenient, this article selects the EDFA technology for remote data transmission. EDFA has network coverage rate is high, the fast rate of has been widely used in electric power, railway, petroleum and other industries, this will become a development trend of industrial control and
5、remote monitoring, etc.EDFA based on erbium-doped system is mainly composed of optical module and electrical modules, optical modules to complete the core function such as amplification, electrical control module to complete related. Light module parameter control of each component, technological pr
6、ocess, failure mode is the key of EDFA technology. Auxiliary power module makes the EDFA communication system is easier to monitor and amplification function of itself also more hasten is perfect.EDFAs core technology through research, compare the application of various zoom mode, and through the an
7、alysis of the current process and technical parameters of the actual control, study effective patterns of EDFA, in order to improve the production control, make the long-term reliability of EDFA module promotion.KEY WORDS：EDFA, data communication, communicational system, failure analysis目 录摘要ABSTRAC
8、T 1 绪论11.1 课题背景和研究意义11.2 国内外发展状况12 光放大技术概述32.1 光放大技术发展概况32.2 光放大技术简介32.3 光放大器的产生42.4 基本光放大器的组态42.5 基本的光谱特性42.5.1 EDFA放大的能级机理42.5.2 EDFA实际的展宽谱52.5.3 EDFA掺杂物及原因分析52.6 本章小结53 EDFA的结构模型63.1系统组成63.2 EDFA的关键模块63.2.1 掺铒光纤（EDF）63.2.2 光耦合器（WDM）73.2.3 光隔离器（ISO）73.2.4 光滤波器（Optical Filter）83.2.5 泵浦源（Pumping Sup
9、ply）83.3 EDFA的数学模型83.4本章小结 94 EDFA的监控系统设计104.1 PD光电探测器104.1.1 PD光电探测器实现功能104.1.2 PD光电探测电路设计104.1.3 原理分析124.2 泵浦驱动系统124.2.1 驱动电路功能124.2.2 泵浦驱动电路设计124.2.3 泵浦驱动原理分析144.3 温控系统154.3.1 温控电路功能154.3.2 温控电路设计154.3.3 温度控制原理分析164.4 本章小结165 EDFA的工艺及相关参数控制 175.1 主要器件功能简介175.2 工艺流程175.2.1项目实施185.2.2制作流程185.2.3关键测
10、试架构205.3 增益与噪声系数控制215.3.1增益控制215.3.2噪声系数控制235.3 本章小结246 EDFA的失效模式分析255.1 EDFA产品之TLB板卡分类简绍 256.2失效模式分析256.2.1 EDFA失效模式一 256.2.2 EDFA失效模式二 256.2.3 EDFA失效模式三 266.2.4 EDFA失效模式四 276.2.5 EDFA失效模式五 276.2.6 EDFA失效模式六 276.3 EDFA实效的具体案例分析286.4 本章小结337 EDFA的发展趋势及结论34致谢35参考文献361 绪论1.1 课题背景和研究意义21世纪是高速信息时代，随着互联网的迅速发展，网络规模和应用范围迅速扩大，通信技术的不断进步，人们对网络带宽资源的需求呈指数增加，有线传输一定会更多地采用光纤。在传统的光纤通信系统中，光信号在光纤中传输时，不可避免的存在着一定的损耗和色散，损耗导致光信号能量的降低，色散导致光脉冲展宽，因此，每隔一段距离就需要设置一个中继器，以便对信号进行放大和再生中继续传输。解决这一问题的常规方法是采用光-电-光中继器，这种光-电-光的变换和处理方式在一定程度上已满足不了现代传输的要求。光放大器的出现改变了这种状况，特别是1989年诞生的掺饵光纤放大器代表的光放大器技术是光纤通信技术上的一次革命。它可以使对光信号的放大和再生中继不再经过
