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      光纖激光放大器中的“增益特性”表示什么?

      更新時間:2022-11-16瀏覽:1593次
         光纖激光放大器的主要技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素,通過激光器提供的直流光激勵,使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光-電-光再生中繼器,這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性,為去掉上述轉換過程,直接在光路上對信號進行放大傳輸,就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。
        在摻鉺光纖中注入足夠強的泵浦光,就可以將大部分處于基態的Er3+離子抽運到激發態,處于激發態的Er3+離子又迅速無輻射地轉移到亞穩態。由于Er3+離子在亞穩態能級上壽命較長,因此很容易在亞穩態與基態之間形成粒子數反轉。當信號光子通過摻鉺光纖時,與處于亞穩態的Er3+離子相互作用發生受激輻射效應,產生大量與自身全相同的光子,這時通過摻鉺光纖傳輸的信號光子迅速增多,產生信號放大作用。Er3+離子處于亞穩態時,除了發生受激輻射和受激吸收以外,還要產生自發輻射(ASE),它造成EDFA的噪聲。
        增益特性表示光纖激光放大器的放大能力,其定義為輸出功率與輸入功率之比,其中,Pout,Pin分別表示放大器輸出端與輸入端的連續信號功率。增益系數是指從泵浦光源輸入1mW泵浦光功率通過光纖放大器所獲得的增益,其單位為dB/mW。g0是由泵浦強度定的小信號增益系數,由于增益飽和現象,隨著信號功率的增加,增益系數下降;Is,Ps分別為飽和光強和飽和光功率,是表明增益物質特性的量,與摻雜系數、熒光時間和躍遷截面有關。
        增益和增益系數的區別在于增益主要是針對輸入信號而言的,而增益系數主要是針對輸入泵浦光而言的。另外,增益還與泵浦條件(包括泵浦功率和泵浦波長)有關,目前采用的主要泵浦波長是980 nm和1480 nm。由于各處的增益系數是不同的,而增益須在整個光纖上積分得到,故此特性可用以通過選擇光纖長度得到較為平坦的增益譜。
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