光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素,通過激光器提供的直流光激勵,使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器,這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性,為去掉上述轉換過程,直接在光路上對信號進行放大傳輸,就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。適用的設備有摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻鐠光纖放大器(PDFA)、摻鈮光纖放大器(NDFA)。目前光放大技術主要是采用EDFA。
光纖放大器的工作原理基于受激發射現象,即當光波通過某些特定的物質時,物質中的電子吸收光能從低能級躍遷到高能級。一旦電子達到高能級,它們就有可能以受激發射的形式釋放能量,并產生與原光波相同的光子,從而實現光的放大。
光纖放大器,(Optical Fiber Amplifier,以下簡稱“OFA”),它是指運用于光纖通信線路中,可以實現將信號放大的一種全光放大器,是采用摻雜光纖作為增益介質的光學放大器。光纖放大器是采用光纖作為增益介質的一種光學放大器。通常情況下,光纖放大器技術主要有三類:摻稀土類光放大器(如摻鉺光纖放大器EDFA、摻鐠光纖放大器PDFA、摻鈮光纖放大器NDFA等);半導體光放大器SOA;非線性光放大器(如拉曼放大器FRA、布里淵放大器等)。
在無源光纖傳輸中,同軸的EDFA被放置于長跨度光纖中。在長光纖鏈中采用多個放大器的優勢在于大的傳輸損耗被補償,同時(a)不會降低光功率,而光功率過低會降低信噪比;(b)也不會使其它位置傳輸多余光功率,從而避免了有害的非線性效應。許多這種同軸的EDFAs即使在環境惡劣情況下,如在海平面,也可以正常工作,當然了維護比較難。
盡管數據傳輸器一般不基于摻鉺裝置,但是EDFAs通常是測試傳輸硬件的一部分。EDFAs也可以用于光學信號處理。這些功能在通信C和L波段都可以實現。其它的光纖放大器,例如采用鐠的,也可以用于其它波段,但是在增益和增益效率方面都無法和摻鉺的器件相比擬。
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