基于光纤环形镜的增益平坦L波段掺铒光纤放大器优化设计

L波段掺铒光纤放大器（EDFA）的增益介质具有本征增益平坦特性,但平坦增益值低,放大器实用性差,因此对放大器优化设计提高平坦增益有十分重要的意义。使用光纤环形镜（FLM）作为增益平坦滤波器进行L波段掺铒光纤放大器的增益平坦化实验,实现了高增益值的平坦输出。     

宽带掺铒光纤放大器的研究

由于光通信系统对带宽的需求不断提高,掺铒光纤放大器（EDFA）C波段已经不能满足WDM系统对带宽的需求,为此有必要开发EDFA中L波段的带宽资源。文章分析总结了国外报道的各种提高L波段增益使其达到可实用阶段的方法,为未来WDM系统提供一种宽带EDFA。     

掺铒光纤放大器增益和噪声研究

文章首先介绍了掺铒光纤放大器(EDFA)的结构和工作原理,然后运用能级理论和激光原理,深入全面地分析了影响EDFA增益和噪声的主要因素,得出了EDFA增益和噪声与泵浦功率、泵浦方式、输入信号光功率和掺铒光纤长度等关系的一些重要结论,并且通过实验进一步验证了这些结论;提出了提高EDFA增益,减小噪声系数的方法;最后根据文中得出的结论,设计了一种高增益低噪声的C波段EDFA光路,该光路已经应用于工程实践中.     

共掺铝的掺铒光纤放大器的光谱特性

用Stark能级分裂的变化分析了掺铝改变掺铒光纤放大器(EDFA)光谱特性的原理，并用改进型化学气相沉积法(MCVD)结合溶液浸泡掺杂法制作了采用不同掺铝比例的掺铒光纤，测试了用这几种光纤制作的放大器的自发辐射谱，得出掺铝浓度的提高使荧光谱的峰值往短波长移动，与Stark能级分裂理论分析得到的结果相一致。同时采用截断法测试了两种不同掺铝浓度的掺铒光纤的吸收谱，实验结果表明掺铒光纤中增加铝的含量将提高铒离子浓度，并提高掺铒光纤的吸收系数，减短掺铒光纤放大器中的掺铒光纤长度。高掺铝掺铒光纤放大器具有更宽更平坦的增益谱线，可以适用长距离波分复用(WDM)系统。     

高吸收锗硅酸盐掺铋光纤及其增益性能研究

目前基于掺铒光纤放大器（EDFA）的光纤通信骨干网络仅能有效利用C+L波段（1524～1625 nm）。在E+S波段,锗硅酸盐掺铋光纤可进一步扩展放大器的增益带宽,具有重要研究价值,但其过长的使用长度严重制约了其应用。报道了一种高吸收锗硅酸盐掺铋光纤,其使用长度得到大大缩短,同时具有高增益。基于前向泵浦结构测试了掺铋光纤的增益性能,泵浦功率和波长分别为367 mW和1310 nm,输入信号总功率为-20 dBm。结果表明,50 m长的光纤在1414～1479 nm实现了大于20 dB的增益,65 m长的光纤的增益在1450 nm处达到最大（33 dB）,单位长度增益系数达0.51 dB/m。研究结果证明了锗硅酸盐掺铋光纤在WDM光纤通信网络中的实际应用潜力。     

57nm的低噪声宽带掺铒光纤放大器

采用双级级联单程放大实现高增益、低噪声的C波段掺铒光纤放大器(EDFA)；采用双级级联双程放大实现高增益、超平坦的L波段EDFA。在此基础上，采用并联结构实现了30dB以上的高增益、3dB带宽为57nm的低噪声宽带EDFA。     

反向泵浦光纤拉曼放大器的实现与传输实验

文章设计并实现了C L波段4泵浦光纤拉曼放大器(FRA),讨论了泵浦驱动电路的设计及掺铒光纤放大器(EDFA)与FRA 150 km混合传输的传输性能.实验结果表明,驱动电路可以稳定可靠地工作,当拉曼放大器的增益＜5 dB时,信号的误码性能不会得到显著提高.实验结果可为EDFA与FRA混合传输系统中增益的配置提供参考.     

光纤CATV用掺铒光纤放大器的简化分析

在不考虑放大自发辐射(ASE)对掺铒光纤放大器(EDn)饱和特性影响的条件下,推出了掺铒光纤放大器(EDFA)三能级系统功率传输的解析表达式,简化了理论分析,所得结果也适用于二能级系统.根据该简化分析方法具体计算了前向泵浦时光纤CATV用掺铒光纤放大器(ED队)的信号增益曲线.计算表明,当信号增益约在25db以下,即在光纤CATV用掺铒光纤放大器(EDFA)的工作范围内,简化分析所得的计算结果与较精确的数值计算结果一致.     

掺铒光纤的研制

掺铒光纤主要用来制作掺铒光纤放大器(EDFA)和掺铒光纤宽带光源(EDFS),在制作工艺上有液相掺杂、气相掺杂和螯合物掺杂,鉴于国内现有的设备条件和技术,近年来在研制掺铒光纤的过程中,采用了传统的液相掺杂制作工艺,但对其进行了大胆的改进和优化,在掺铒光纤制作工艺上取得了重大进展,光纤参数明显提高,与国外的同类型光纤比较,差距大幅度缩小,主要参数已达到或接近国外同类型掺铒光纤水平,本底损耗达到3.74 dB/km,数值孔径为0.236,980 mm吸收损耗达到6.05 dB/m,在相当程度上已能够满足国内掺铒光纤放大器和掺铒光纤宽带光源研制单位对掺铒光纤的需要.     

C波段和980 nm抽运的两段级联L波段掺铒光纤放大器

提出了由C波段和传统的 980nmLD两段级联抽运L波段信号的结构 ,C波段的功率和波长由掺铒光纤激光器控制。从实验和理论上分析了注入不同波长和功率的C波段对其增益的影响。设计的掺铒光纤放大器(EDFA)结构 ,在C波段波长为 15 2 5nm ,注入功率为 5mW时 ,功率为 - 2 0dBm ,波长为 15 80nm的信号增益提高了 7 7dB。     

L-波段掺铒光纤放大器的优化设计

针对传统L-波段掺铒光纤放大器(EDFA)转换效率不高，提出了一种在未泵浦掺铒光纤的输入端插入一根布拉格光栅(FBG)的L-波段EDFA新结构。实验表明这种结构可以提高功率转换效率，小信号增益增加约3dB。基于考虑ASE噪声的Giles模型，建立了这种EDFA的理论模型，并运用数值模拟算法系统地分析了布拉格波长及其反射率等参量对放大性能的影响。     

L-波段掺铒光纤放大器的优化设计

针对L-band的泵浦效率不高的缺点改进了光链路:在EDFA的前端加入一个光纤环行镜用来反射铒纤产生的后向放大自发发射谱(ASE),通过实验和数值分析发现,在较大的波长范围内光纤环形镜(FLM)可以反射后向ASE的能量,平均增益在12．5 dB以上,提高了泵浦效率,证明这一结构对提高L-band EDEA的转换效率是简单有效的。     

光纤放大器的研究动态

介绍了国内外光放大器的最新研究动态,主要包括掺铒光纤放大器、掺铥光纤放大器、光纤喇曼放大器及半导体光放大器,并指出相关放大器的发展趋势,最后对光纤放大器的特性进行了比较分析.     

Performances of Erbium‐Doped Fiber Amplifier Using 1530nm‐Band Pump for Long Wavelength Multichannel Amplification

The performance of a long wavelength‐band erbium‐doped fiber amplifier (L‐band EDFA) using 1530nm‐band pumping has been studied. A 1530nm‐band pump source is built using a tunable light source and two C‐band EDFAs in cascaded configuration, which is able to deliver a maximum output power of 23dBm. Gain coefficient and noise figure (NF) of the L‐band EDFA are measured for pump wavelengths between 1530nm and 1560nm. The gain coefficient with a 1545nm pump is more than twice as large as with a 1480nm pump. It indicates that the L‐band EDFA consumes low power. The noise figure of 1530nm pump is 6.36dB at worst, which is 0.75dB higher than that of 1480nm pumped EDFA. The optimum pump wavelength range to obtain high gain and low NF in the 1530nm band appears to be between 1530nm and 1540nm. Gain spectra as a function of a pump wavelength have bandwidth of more than 10nm so that a broadband pump source can be used as 1530nm‐band pump. The L‐band EDFA is also tested for WDM signals. Flat Gain bandwidth is 32nm from 1571.5 to 1603.5nm within 1dB excursion at input signal of –10dBm/ch. These results demonstrate that 1530nm‐band pump can be used as a new efficient pump source for L‐band EDFAs.     

1480nmLD泵浦掺铒光纤放大器的增益带宽特性的研究

采用国产１４８０ｎｍＬＤ及优化的掺铒光纤，研制成光纤增益达３２ｄＢ、最大输出功率为１０ｄＢｍ、带宽大于２５ｎｍ的掺铒光纤放大器模块（其纤入纤出净增益为２７ｄＢ、输出功率为７ｄＢｍ）。讨论了放大器的增益、带宽特性及ＡＳＥ对放大器测量的影响。     

用扩散法降低掺铒光纤与普通单模光纤的熔接损耗

分析了ＤＥＦ与ＳＭＦ之间熔接损耗过大的原因，提出了一种控制纤芯中折射率掺杂物受热扩散、降低ＥＤＦ与ＳＭＦ间的模块失配，从而降低熔接损耗的方法，利用普通商售熔接机多次放电熔接，所得熔接损耗小于０．７ｄＢ。     

偏振控制C波段波长可调谐掺铒光纤激光器

报道了一种结构简单的波长可调谐掺铒光纤激光器。该光纤激光器由增益平坦型掺铒光纤放大器(EDFA)、偏振相关光隔离器、光纤偏振控制器及输出耦合器组成。利用光纤偏振控制器和偏振相关光隔离器作为波长调谐器件,实现了光纤激光器的波长可调谐输出及双波长输出。利用琼斯矩阵理论分析了光纤激光器腔内不同波长的损耗与偏振控制器状态的关系,指出通过调节光纤偏振控制器,光纤激光器可以实现波长可调谐输出,同时阐述了光纤激光器双波长输出的机制。实验上获得了中心波长在1542~1564nm连续可调,平均功率大于2.6mW,边模抑制比大于35dB的连续激光输出。同时获得了波长为1549nm和1564nm的双波长连续激光输出。     

Performance Tendency of Gain and Noise Figure at Different EDFA Configurations

A comprehensive behavioral investigation of gain and noise figure(NF) at different erbium doped fiber amplifier(EDFA) configurations is proposed.Configurations such as single pass(SP),single pass with filter(SPF),double pass(DP) and double pass with filter(DPF) are designed,investigated and compared.A continuous increasing of gain value is recorded by changing the configuration from SP to SPF to DP then to DPF.The NF value shows different behaviors at different configurations.     

1.47μm LD泵浦掺铒光纤放大器的实验研究

本文报道了采用国产器件进行的1.47μm激光二极管(LD)泵浦的掺铒光纤放大器的实验结果。采用模场匹配技术使标准单模光纤(MFD=9.125μm)与掺铒光纤(MFD=3.88μm)之间的熔接损耗降至0.2dB。研究了放大器的增益特性,获得了24dB的小信号增益。