《光纤通信原理》 第七章 光放大器

第七章光放大器 71光放大器概述 72参组光纤放大 7.3米纤喇量放大器 7.4复他光大器 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

第七章 光 放 大 器 7.1 光放大器概述 7.2 掺铒光纤放大器 7.3 光纤喇曼放大器 7.4 其他光放大器

71光放大器概述 71.1光放大器在现代光纤通 信系统中的应用 光纤通信中用光纤来传输光信号。光 纤的中继距离受限于光纤的损耗和色散。 就损耗而言,目前光纤损耗典型值在 131μm波段为035dB/km左右,在1.55μm 波段为025dB/km左右。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

7.1 光放大器概述 7.1.1 光放大器在现代光纤通 光纤通信中用光纤来传输光信号。光 纤的中继距离受限于光纤的损耗和色散。 就 损耗而言 ，目前光 纤损耗典 型值在 1.31μm波段为0.35dB/km左右，在1.55μm 波段为0.25dB/km左右

以1989年诞生的掺铒光纤放大器 (Erbium Doped Fiber Amplifier, EDFA) 表的光放大器技术可以说是光纤通信技术 上的一次革命。 光放大器在光纤通信系统目前最重要 的应用就是促使了波分复用技术 Wavelength Division Multiplexing, WDM 走向实用化。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

以1989年诞生的掺铒光纤放大器 (Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)代 表的光放大器技术可以说是光纤通信技术 上的一次革命。 光放大器在光纤通信系统目前最重要 的应用就是促使了波分复用技术 (Wavelength Division Multiplexing，WDM) 走向实用化

光放大器还将促进光孤子通信技术的 实用化。光孤子通信是利用光纤的非线性 来补偿光纤的色散作用的一种新型通信方 式。 71.2光放大器的发展史 光放大器的发展最早可追溯到1923年 A·斯梅卡尔预示的自发喇曼散射。1928年 印度加尔各答大学的喇曼观测到自发喇曼 效应。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

光放大器还将促进光孤子通信技术的 实用化。光孤子通信是利用光纤的非线性 来补偿光纤的色散作用的一种新型通信方 式。 7.1.2 光放大器的发展最早可追溯到1923年 A·斯梅卡尔预示的自发喇曼散射。1928年 印度加尔各答大学的喇曼观测到自发喇曼 效应

心71.3光放大器的分类 光放大器按原理不同大体上有三种类 型。 (1)掺杂光纤放大器,就是利用稀土 金属离子作为激光工作物质的一种放大器。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

7.1.3 光放大器按原理不同大体上有三种类 型。 (1) 掺杂光纤放大器，就是利用稀土 金属离子作为激光工作物质的一种放大器

(2)传输光纤放大器,其中有受激喇 曼散射( Stimulated Raman Scattering, SRS)光纤放大器、受激布里渊散射 (Stimulated Brilliouin Scattering, SBS))L 纤放大器和利用四波混频效应(FWM)的光 放大器等。 、人、0)导体激光放大器。其结构大体 与激光二极管( Laser diode,LD)相同 这几种类型的光放大器的工作原理和 激励方式各不相同 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

(2) 传输光纤放大器，其中有受激喇 曼散射 ( Stimulated Raman Scattering， SRS) 光 纤 放 大 器 、 受 激 布 里 渊 散 射 (Stimulated Brilliouin Scattering，SBS)光 纤放大器和利用四波混频效应(FWM)的光 放大器等。 (3) 半导体激光放大器。其结构大体 上与激光二极管(Laser Diode，LD)相同。 这几种类型的光放大器的工作原理和 激励方式各不相同

71.4光纤放大器的重要指标 1.光大器的增益 (1)增益G与增益系数g 放大器的增益定义为 G P≌P out 式中: Pnt, P分别为放大器输出端与输 入端的连续信号功率 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

7.1.4 光纤放大器的重要指标 1. (1) 增益G与增益系数g 放大器的增益定义为 式中：Pout，Pin分别为放大器输出端与输 入端的连续信号功率

(2)放大器的带宽 人们希望放大器的增益在很宽的频带 内与波长无关。这样在应用这些放大器的 系统中,便可放宽单信道传输波长的容限, 也可在不降低系统性能的情况下,极大地 增加WDM系统的信道数目。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

(2) 人们希望放大器的增益在很宽的频带 内与波长无关。这样在应用这些放大器的 系统中，便可放宽单信道传输波长的容限， 也可在不降低系统性能的情况下，极大地 增加WDM系统的信道数目

(3)增益饱和与饱和输出功率 由于信号放大过程消耗了高能级上粒 子,因而使增益系数减小,当放大器增益 减小为峰值的一半时,所对应的输出功率 就叫饱和输出功率,这是放大器的一个重 要的参数,饱和功率用 Pouts表示。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

(3) 由于信号放大过程消耗了高能级上粒 子，因而使增益系数减小，当放大器增益 减小为峰值的一半时，所对应的输出功率 就叫饱和输出功率，这是放大器的一个重 要的参数，饱和功率用Pouts表示

2.放大器原声 放大器本身产生噪声,放大器噪声使 信号的信噪比( Signal-to- Noise ratio,SNR) 下降,造成对传输距离的限制,是光放大 器的另一重要指标。 (1)光纤放大器的噪声来源 光纤放大器的噪声主要来自它的放大 9o 2 (Amplified Spontaneous Emission 自发辐射 ASE 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

2. 放大器本身产生噪声，放大器噪声使 信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR) 下降，造成对传输距离的限制，是光放大 器的另一重要指标。 (1) 光纤放大器的噪声主要来自它的放大 自发辐射(Amplified Spontaneous Emission， ASE)