WDM傳輸系統(tǒng)中光纖放大器的增益平坦控制技術(shù)：為了確保WDM系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，WDM系統(tǒng)中使用的光纖放大器除具備有足夠的帶寬、高輸出功率和低噪聲系數(shù)等特性外，還對(duì)增益平坦度控制技術(shù)提出了更高的要求。光纖放大器帶內(nèi)的增益平坦度是指在整個(gè)可用的增益通帶內(nèi)，比較大增益波長(zhǎng)點(diǎn)的增益與較小增益波長(zhǎng)點(diǎn)的增益之差。很明顯，在WDM系統(tǒng)中增益平坦度越小越好，否則，如果各信道的增益不均，經(jīng)過(guò)多級(jí)放大之后，這種增益差值會(huì)線性積累，低增益信道信號(hào)的SNR惡化，高增益信道的信號(hào)也因光纖非線性效應(yīng)而使信號(hào)惡化。很早研究摻鉺光纖放大器的是英國(guó)南安普敦大學(xué)。石巖低噪聲光放大器

隨著因特網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，要求光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量要不斷地?cái)U(kuò)大，面對(duì)傳輸容量的擴(kuò)大，目前主要有三種解決途徑：（1）增加每個(gè)波長(zhǎng)的傳輸速率；（2）減少波長(zhǎng)間距；（3）增加總的傳輸帶寬。對(duì)于第一種辦法，如果速率提高到10Gbit/s將帶來(lái)新的色散補(bǔ)償問(wèn)題，況且現(xiàn)在的電子系統(tǒng)還存在著所謂"電子瓶頸"效應(yīng)問(wèn)題。第二種辦法如果將信號(hào)間距從100GHz降低到50GHz或25GHz將給系統(tǒng)帶來(lái)四波混頻（FWM）等非線性效應(yīng)，且要求系統(tǒng)采用波長(zhǎng)穩(wěn)定技術(shù)。從而研究新的光纖放大器如L波段的EDFA是增加總的傳輸帶寬的一種，它將EDFA工作波長(zhǎng)由C波段1530~1560nm擴(kuò)展到L波段1570~1605nm，使EDFA的放大增益譜擴(kuò)展了一倍。盡管L波段EDFA的波長(zhǎng)覆蓋了EDF增益譜的尾部，但仍可與性能先進(jìn)的C波段EDFA產(chǎn)品相媲美：例如兩者的基本結(jié)構(gòu)相類(lèi)似，大多數(shù)C波段EDFA的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)仍可應(yīng)用于L波段EDFA研制；L波段EDFA有較小的輻射和吸收以及較低的平均反轉(zhuǎn)因子，增益波動(dòng)系數(shù)遠(yuǎn)小于C波段EDFA，所存在的是L波段EDFA的EDF較長(zhǎng)帶來(lái)無(wú)源光纖損耗較大，放大噪聲稍大等不足。石巖低噪聲光放大器EDFA的結(jié)構(gòu)現(xiàn)已發(fā)展成很多類(lèi)型。

DWDM系統(tǒng)既可用于陸地與海底干線，也可用于市內(nèi)通信網(wǎng)，還可用于全光通信網(wǎng)。但DWDM系統(tǒng)在帶來(lái)巨大好處的同時(shí)也給系統(tǒng)設(shè)計(jì)、器件更新等方面帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。對(duì)新型光放大器的需求更是這些挑戰(zhàn)中較關(guān)鍵的一項(xiàng)。光放大器技術(shù)具有對(duì)光信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)、在線、寬帶、高增益、低噪聲、低功耗以及波長(zhǎng)、速率和調(diào)制方式透明的直接放大功能，是新一代DWDM系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)既解決了衰減對(duì)光網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的限制，又開(kāi)創(chuàng)了1550nm波段的波分復(fù)用，從而將使超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的波分復(fù)用（WDM）、密集波分復(fù)用（DWDM）、全光傳輸、光孤子傳輸?shù)瘸蔀楝F(xiàn)實(shí)，是光纖通信發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代的里程碑。

增益的大小與光纖長(zhǎng)度的關(guān)系：這里的光纖是指摻鉺光纖放大器中摻鉺光纖的光纖長(zhǎng)度。摻鉺光纖長(zhǎng)度越長(zhǎng)，可獲得的功率增益就越大（因?yàn)閾姐s光纖長(zhǎng)度越大表示可以反轉(zhuǎn)分布的粒子數(shù)的作用區(qū)就越長(zhǎng)，作用區(qū)越長(zhǎng)，功率增益當(dāng)然就越大），但是隨著光纖長(zhǎng)度的再一步增強(qiáng)，功率增益反而會(huì)下降（這是因?yàn)楣饫w長(zhǎng)度繼續(xù)加長(zhǎng)的話損耗也增加了，損耗比放大的功率增益損耗還要大，較終的功率增益就被減小了）。因此，增益的大小與光纖長(zhǎng)度是有一個(gè)先升高后下降的過(guò)程，其中，頂點(diǎn)是比較好功率增益，它所對(duì)應(yīng)的光纖長(zhǎng)度是比較大增益的光纖長(zhǎng)度。EDFA的優(yōu)點(diǎn)是與線路耦合損耗小。

摻鉺光纖放大器是利用摻鉺光纖這一活性介質(zhì)，當(dāng)泵浦光輸入到EDF中時(shí)，就可以將大部分處于基態(tài)的Er3+抽運(yùn)到激發(fā)態(tài)上，處于激發(fā)態(tài)的Er3+又迅速無(wú)輻射地轉(zhuǎn)移到亞穩(wěn)態(tài)上，由于Er3+在亞穩(wěn)態(tài)上的平均停留時(shí)間為10ms，因此很容易在亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，此時(shí)，信號(hào)光子通過(guò)摻鉺光纖，在受激輻射效應(yīng)作用下產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，使信號(hào)光子迅速增多，這樣在輸出端就可以得到被不斷放大的光信號(hào)。自80年代末至90年代初研制成摻鉺光纖放大器（EDFA），并開(kāi)始應(yīng)用于1.55mm頻段的光纖通信系統(tǒng)以來(lái)，推動(dòng)了光纖通信向全光傳輸方向發(fā)展，且目前EDFA的技術(shù)開(kāi)發(fā)和商品化較成熟；應(yīng)用較廣的C波段EDFA通常工作在1530~1565nm光纖損耗比較低的窗口，具有輸出功率大、增益高、與偏振無(wú)關(guān)、噪聲指數(shù)低、放大特性與系統(tǒng)比特率和數(shù)據(jù)格式無(wú)關(guān)，且同時(shí)放大多路波長(zhǎng)信號(hào)等一系列的特性，在長(zhǎng)途光通信系統(tǒng)中得到了較廣的應(yīng)用。雙向泵浦：既有同向泵浦也有反向泵浦。石巖低噪聲光放大器

FRA的不足之處在于需要特大功率的泵浦激光器。石巖低噪聲光放大器

但光纖拉曼放大器有一個(gè)主要的缺點(diǎn)就是需要特大功率的泵浦激光器，解決這個(gè)問(wèn)題的主要途徑有：一是研究降低閾值功率的泵浦激光器，使得普通的大功率半導(dǎo)體激光器能作為拉曼泵浦使用；其二是提高獲得更大輸出功率泵浦激光器的研制水平；其三是將多個(gè)泵浦源激光器的波長(zhǎng)采用列陣、單片組合的方法復(fù)用在一起，獲得一個(gè)大功率輸出的泵浦激光器，此種方法不但可提供一個(gè)寬帶的增益譜，而且還可以通過(guò)調(diào)節(jié)單個(gè)激光器的功率來(lái)調(diào)整增益斜率。石巖低噪聲光放大器

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