掺铒光纤放大器实验.doc

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1、实验十二掺铒光纤放大器实验实验目的：1.理解掺铒光纤放大的原理；2.学习Optisystem软件的使用；3.加深对光放大技术的认识。实验仪器：1.Optisystem软件实验原理：1.EDFA的概念EDFA采用掺铒离子单模光纤为增益介质，在泵浦光作用下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大。信号光与波长较其为短的光波(泵浦光)同沿光纤传输，泵浦光的能量被光纤中的稀土元素离子吸收而使其跃迁至更高能级，并可通过能级间的受激发射转移为信号光的能量。信号光沿光纤长度得到放大，泵浦光沿光纤长度不断衰减。泵浦波长可以是520、650、800、980、1480nm,波长短于980n

2、m的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。2.掺铒光纤放大器的基本结构掺铒光纤：当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。半导体泵浦二极管：为信号放大提供足够的能量，使物质达到粒子数反转。波分复用耦合器：将信号光和泵浦光合路进入掺铒光纤中。光隔离器：使光传输具有单向性，放大器不受发射光影响，保证稳定工作。EDFA的三种泵浦方式进行比较:同向泵浦(前向泵浦)型：好的噪声性能反向泵浦(后向泵浦)型：输出信号功率高双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦

3、源高3dB，且放大特性与信号传输方向无关实验内容：增益G是描述光放大器对信号放大能力的参数。定义为：G与光放大器的泵浦功率、掺杂光纤的参数和输入光信号有很复杂的关系。用Optisystem软件完成如下测量。1.增益对输入光功率的依存关系2.增益G与输入光波长的关系3.小信号增益随泵浦功率的关系4.小信号增益随EDF长度的关系实验报告要求：根据实验内容，完成器件选择与数据测量，绘图并对实验现象进行分析。附：EDF长度13579111315980前项9.3616.7917.5217.4917.3717.2317.0916.94后项9.3616.80-10017.50-100-10

4、0-100-100双向10.0419.5620.6720.7320.6920.6220.5620.491480前项6.0115.1618.4719.2119.3119.2619.1819.09后项6.0115.1618.4719.22-100-100-100-100双向6.2116.6521.1722.2722.5022.5222.4822.440.511.522.233.54689104.7314.0017.2217.5517.5217.2116.9216.5814.658.63-3.4-26铒浓度250.911.131.21.31.41.51.61.81.92.017.4

5、8617.5217.5417.5317.5117.4917.4617.4317.3717.3417.30泵浦波长86090093094096097098099010001200前向8.538.758.908.5315.7017.2117.5216.6014.9026.15双向12.0812.2712.4012.0818.7420.3120.6719.6517.94-100