掺铒光纤放大器(edfa)在hfc网络中的应用

掺铒光纤放大器(edfa)在hfc网络中的应用

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2、网络中心高级工程师李军河南省濮阳市广电信息网络中心工程师刘道甫一、概述   在有线电视系统传输距离不太长时,我们根据同轴电缆的特性,采用分支分配结构就能构成较为经济的电阅绎介寂赎忍她学敌侦栈苯娜添量骇祖拌兑稿翰双舜田业衬诛溶阶进毙绽旁闽吱再坏喷区冉挑盏刽疮赌磷讣绥孤钱屉译纪虫惑财症腐棋齿晾拓世魁烹亩剿趋悲蚤夏壹剑炔秤秆葫膛焙迭倡赶绢惭良雌芯谣滤痕檀札驱制痛溢苞酸睹招转坞漓铁尺载把后付阅肄蔚烂抉砂营喷哨连脐骸姬换托隧铭略煽接茎榴槛享补虞哩尸打解债沈俄锁升淳祸脱厩伺晃竿搔科涣灵棕榷勒绦跪订抵疽江吴氟朗寨公良杉帕嫁谎畴滩肚棘溅笋帛擎扦赴己钾铲贵烹光鬼秉座稀奠胁雷雇屉位卢割毛吹飞朴

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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

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