光纖放大器是怎么工作的?

當(dāng)傳輸距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)(大于100 km)，光信號(hào)會(huì)有很大的損耗，過(guò)去人們通常使用光中繼器來(lái)放大光信號(hào)，這種設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中有一定的限制，現(xiàn)已逐漸被光纖放大器取代，光纖放大器的工作原理如下圖所示，它可以直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大，而不需要經(jīng)過(guò)光-電-光轉(zhuǎn)換的過(guò)程。

有哪幾種光纖放大器?

1、摻鉺光纖放大器(EDFA)

摻鉺光纖放大器(EDFA)主要是由摻鉺光纖、泵浦光源、光耦合器、光隔離器和光濾波器組成，其中，摻鉺光纖是光信號(hào)放大的重要部件，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)1550 nm波段光信號(hào)的放大，因此，摻鉺光纖放大器(EDFA)在1530 nm到1565 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的工作效果最佳。

優(yōu)點(diǎn)：

泵浦功率利用率最高(大于50%)

可直接并同時(shí)對(duì)1550 nm波段內(nèi)的光信號(hào)進(jìn)行放大

增益超過(guò)50 dB

長(zhǎng)距離傳輸中噪聲小

缺點(diǎn)

摻鉺光纖放大器(EDFA)體積較大

這種設(shè)備不能和其他半導(dǎo)體設(shè)備協(xié)調(diào)工作

2、拉曼放大器

拉曼放大器是唯一能在1292 nm~1660 nm波段內(nèi)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的設(shè)備，它的工作原理是基于石英光纖中的受激拉曼散射效應(yīng)，如下圖所示，當(dāng)處于泵浦光拉曼增益帶寬內(nèi)的弱光信號(hào)與強(qiáng)泵浦光波同時(shí)在光纖中傳輸時(shí)，弱光信號(hào)會(huì)因拉曼散射效應(yīng)得到放大。

優(yōu)點(diǎn)：

適用的波段范圍廣

可用在已安裝的單模光纖布線應(yīng)用中

可以補(bǔ)充摻鉺光纖放大器(EDFA)的不足

功耗低、串?dāng)_小

缺點(diǎn)：

泵浦功率高

增益控制系統(tǒng)復(fù)雜

噪聲大

3、半導(dǎo)體光纖放大器(SOA)

半導(dǎo)體光纖放大器(SOA)將半導(dǎo)體材料作為增益介質(zhì)，其光信號(hào)輸入處和輸出處都有抗反射涂層，防止放大器端面的反射，排除共振器功效。

優(yōu)點(diǎn)：

體積小

輸出功率小

增益帶寬小，但是可以用在多種不同的波段

比摻鉺光纖放大器(EDFA)便宜，而且可以和半導(dǎo)體設(shè)備一起使用

可以實(shí)現(xiàn)交叉增益調(diào)制、交叉相位調(diào)制、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和四波混頻四種非線性操作

缺點(diǎn)：

性能不如摻鉺光纖放大器(EDFA)高

噪聲大、增益小