《拉曼光纤放大器》PPT课件

一级标题1st level,二级标题2nd level,三级标题3rd level,*,*,*,本页PPT标题,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第六章 光放大与色散补偿技术,EDFA,的三种泵浦方式,前向泵浦：增益性能较好。,后向泵浦：噪声性能稍好一些。,双向泵浦：增益性能和噪声性能都比较理想。,EDFA,的优点,工作波长与光纤最小损耗窗口一致,能量转换效率高、耦合效率高,能同时放大多个波长，与信号的比特率无关,高增益、低噪声、宽带宽、与偏振无关,可实现透明传输,EDFA,的不足,波长固定,；,增益带宽不平坦；,产生,ASE,噪声。,EDFA,的应用方式,Site A,Site B,Post OA,功率放大器,线路放大器,前置放大器,MUX,DeMUX,EDFA,的应用领域,数字通信系统,CATV,系统,密集波分复用系统,光孤子通信,光纤拉曼放大器FRA,拉曼现象在,1928,年被发现。,90,年代早期，,EDFA,取代它成为焦点，,FRA,受到冷遇。,随着光纤通信网容量的增加，对放大器提出新的要求，传统的,EDFA,已很难满足，,FRA,再次成为研究的热点。,特别是高功率二极管泵浦激光器的迅猛发展，又为,FRA,的实现奠定了坚实的基础。,人们对,FRA,的兴趣来源于这种放大器可以提供整个波长波段的放大。通过适当改变泵浦激光波长，就可以达到在任意波段进行宽带光放大，甚至可在,1270,1670nm,整个波段内提供放大。,光纤拉曼放大器,光纤,(a),无泵激光的,1550nm,传输,光功率,(dB),波长,1550nm,波长,光功率,(dB),1550nm,1450nm,光纤,(b),有泵激光的,1550nm,传输,1550nm,经光纤传输衰减的光,1450nm,1550nm,如果一个弱信号和一个强泵浦光同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内，则弱信号即可被放大。这种基于,SRS,机制的光放大器称为光纤拉曼放大器,FRA,。,FRA,原理简介：,物理机制：,A.,光纤拉曼散射效应（,SRS),一个入射光子（,pump),的湮灭，产生一个下移,stokes,频率的光子和另一个具有相当能量和动量的光学光子,B.,与,pump,光子相差,stokes,频率的信号光子，经受激散射过程被放大,FRA,是靠非线性散射实现放大功能，不需要能级间粒子数反转,光纤拉曼放大器原理简介,(1),频率为,p,和,s,的泵浦光和信号光通过耦合器输入光纤，当这两束光在光纤中一起传输时，泵浦光的能量通过,SRS,效应转移给信号光，使信号光得到放大。,峰值增益频移：,13.2THz,反向泵浦为主，也可同向泵浦,支撑技术,:14,nm,的大功率泵浦激光器，目前已取得实用化,光纤拉曼放大器原理简介,(2),Properties of Raman Scattering in Fibers,特性：,在所有类型光纤中都会发生,峰值增益频移,13 THz(60-100nm),增益具有偏振依赖性，当泵浦光与信号光偏振方向平行时,增益最大，垂直时增益最小为零,增益谱很宽,(125nm),但并不平坦,Raman Amplifiers,分布放大,分立放大,机制：拉曼增益与泵浦波长相关,方法：多波长泵浦,增益：各个泵浦波长拉曼增益谱的加权和（以,dB,为单位）,光纤拉曼放大器,宽带放大原理,Ultraflat amplifier,光纤拉曼放大器的泵浦要求,高能量输出。,消偏输出和偏振混合输出。（拉曼散射增益具有偏振依赖性）,泵浦波长至关重要。信号光在,1300nm,波段时，最佳泵浦波长约在,1220,1240nm,，而在,1550nm,波段时，最佳泵浦波长约在,1440,1460nm,左右处。高功率双包层拉曼光纤激光器是最佳的泵浦源。,光纤拉曼放大器特性,Advantages:,理论上可以得到任意波长的增益，前提是需要合适的泵浦源；,分布或分立放大均能实现；,使用光纤作为放大介质意味着在线放大的可能，可以减少噪声的积累。,Disadvantages:,泵浦功率高（,500mW,）,光纤放大器比较,Raman+EDFA,光放大器增益曲线,