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影响banner光纤信号放大器增益的几大要素

发布时间: 2020-06-03  点击次数: 134次
   banner光纤信号放大器具有增益高、噪声低、频带宽、输出功率高、连接损耗低和偏振不敏感等优点,直接对光信号进行放大,无需转换成电信号,能够保证光信号在小失真情况下得到稳定的功率放大。
  典型的光纤信号放大器结构主要由光纤、泵浦光源、耦合器、隔离器等组成。光纤是放大器的核心部件。它以石英光纤作为基质,在纤芯中掺入固体激光工作物质铒离子,在几米至几十米的光纤内,光与物质相互作用而被放大、增强。光隔离器的作用是抑制光反射,以确保放大器工作稳定,它必须是插入损耗低,与偏振无关,隔离度优于40dB。
  光纤信号放大器的增益与诸多因素有关,如光纤的长度,随着光纤长度的增加,增益经历了从增加到减少的过程,这是因为随着光纤长度的增加,光纤中的泵浦功率将下降,使得粒子反转数降低,终在低能级上的铒离子数多于高能级上的铒离子数,粒子数恢复到正常的数值。
  由于光纤本身的损耗,造成信号光中被吸收掉的光子多于受激辐射产生的光子,引起增益下降。由上述讨论可知,对于某个确定的入射泵浦功率,存在着一个光纤的z佳长度,使得增益大。
  光纤信号放大器的增益还跟输入光的程度、泵浦光功率及光纤中铒离子Er3+的浓度都有关系,如小信号输入时的增益系数大于大信号输入时的增益系数。当输入光弱时,高能位电子的消耗减少并可从泵激得到充分的供应,因而,受激辐射就能维持达到相当的程度。当输入光变强时,由于高能位的电子供应不充分,受激辐射光的增加变少,于是就出现饱和。泵浦光功率越大,掺铒光纤越长,3 dB饱和输出功率也就越大。其次与当Er3+的浓度超过一定值时,增益反而会降低,因此要控制好掺铒光纤的铒离子浓度。
  采用光纤信号放大器后提高了注入光纤的功率,但当大到一定数值时,将产生光纤非线性效应和光泄漏效应,这影响了系统的传输距离和传输质量。另外色散问题变成了限制系统的突出问题,可以选用色散位移光纤或非零色散光纤来解决这一问题。
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