掺铒光纤放大器(edfa)在hfc网络中的应用

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5、以补偿光分支损耗和光纤损耗。解决这一问题的传统方法是采用光电中继器，而这种光/电/光的变换和处理方式已满足不了现代通信传输的要求。掺铒光纤放大器直接对光信号进行放大，无需转换成电信号，并且具有输出功率大、增益高、工作频带宽、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率、数据格式无关等特点，因此它已成为现代光通信系统的关键器件之一，因而在有线电视HFC系统中格外受到青眯。二、EDFA的工作原理   当供给激光媒体能量使其处于激励状态时，即会产生光的受激辐射现象，如果能满足使受激辐射持续进行的条件，并用输入光去感应，则能得到比其强的输出光，从而起到放大作用。EDFA的放大作用是

6、通过1550nm波长的信号光在掺铒光纤中传输与Er3+（铒离子）相互作用产生的。掺铒光纤中的Er3+所处的能量状态是不能连续取值的，它只能处在一系列分立的能量状态上，这些能量状态称为能级，当Er3+在未受激励的情况，处在最低能级即基态E1铒的能级图（一）   在掺铒光纤中注入足够强的泵浦光，就可以将大部分处于基态E1离子抽运到高能态E3上，处于E3的Er3+离子又迅速无辐射的转移到亚稳态E2上。Er3+离子在亚稳态上能级寿命较长，由于连续地泵浦，E2粒子数不断增加，从而实现E1与E2粒子数反转，即处于E2的粒子比E1的粒子数多。当信号光子通过掺铒光纤时，与Er3+离子相互作

7、用发生受激辐射效应，E2的Er3+离子跃迁到E1，并产生和入射信号光中的光子完全相同的光子（即频率、相位，传播方向、偏振态相同）从而大大增加信号光子的数量，实现信号放大作用。Er3+离子的亚稳态和基态具有一定的宽度，使EDFA的放大效应具有一定波长范围，其典型值为1530~1570nm。Er3+离子处于E2时，除了发生受激辐射和受激吸收（基态Er3+离子吸收信号光子，跃迁到E2）以外，还要产生自发辐射，自发地从E2跃迁到E1，并发射出1550nm波长的光子，这种光子与信号光不同，它构成EDFA的噪声。如果EDFA的