一、EDFA基本原理
1、摻鉺光纖
鉺是一種稀土元素，原子序數(shù)是68，原子量為167.3.鉺離子的電子能級(jí)如圖所示，由下能級(jí)向上能級(jí)的躍遷則對(duì)應(yīng)光的吸收過程。而由上能級(jí)向下能級(jí)的躍遷則對(duì)應(yīng)于光的發(fā)射過程。
2、EDFA原理
EDFA采用摻鉺離子光纖作為增益介質(zhì)，在泵浦光作用下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在信號(hào)光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)受激輻射放大。
鉺離子有三個(gè)能級(jí)，在未受任何光激勵(lì)的情況下，處在最抵能級(jí)E1上，當(dāng)用泵浦光源的激光不斷激發(fā)光纖時(shí)，處于基態(tài)的粒子獲得能量就會(huì)向高能級(jí)躍遷。如由E1躍遷至E3，由于粒子在E3 這個(gè)高能級(jí)上是不穩(wěn)定的，它將迅速以無輻she躍遷過程落到亞穩(wěn)態(tài)E2 上。在該能級(jí)上，相對(duì)來講粒子有較長的存活壽命，此時(shí)，由于泵浦光源不斷的激發(fā)，則E2能級(jí)上的粒子數(shù)就不斷的增加，而E1能級(jí)上的粒子數(shù)就減少，這樣，在摻鉺光纖中實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，就具備了實(shí)現(xiàn)光放大的條件。
當(dāng)輸入信號(hào)光子能量E=hf正好等于E2和E1 的能級(jí)差時(shí)，即E2-E1=hf,則亞穩(wěn)態(tài)上的粒子將以受激輻射的形式躍遷到基態(tài)E1上，并輻射處和輸入信號(hào)中的光子一樣的全同光子，從而大大加大了光子數(shù)量，使得輸入光信號(hào)在摻鉺光纖中變?yōu)橐粋€(gè)強(qiáng)的輸出光信號(hào)，實(shí)現(xiàn) 了對(duì)光信號(hào)的直接放大。
二、系統(tǒng)示意圖及基本器件介紹
1、L波段光纖放大器系統(tǒng)示意圖如下：
2、摻鉺光纖自發(fā)輻射ASE光源系統(tǒng)示意圖如下：
三、器件介紹及產(chǎn)品連接
我們可以提供的方案產(chǎn)品包括
序號(hào) | 產(chǎn)品 | 基本參數(shù) | 產(chǎn)品連接 |
1 | ER30-4/125摻鉺單模光纖 （Liekki™） | 適用于從1530到1610 nm波長區(qū)域（C和L波段）， 吸收峰值：36dB/m@1532nm， 吸收峰值：1532nm1(Max.[1530–1535 nm]) 30±3dB/m， 截至波長：890±90nm，模場(chǎng)直徑1550 nm 6.5 ± 0.5μm，數(shù)值孔徑 0.2 | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=129 |
2 | 980nm泵浦激光器 | 中心波長：976nm, 譜寬：0.8nm, 輸出功率：800mW | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=84 |
3 | 1600nmDFB 種子源 | 中心波長： 1600nm， 輸出功率： 20 mW， 線寬：＜2MHz, SMF-28E, FC/APC | http://ld-pd.com/?a=cp3&id=279 |
4 | 1550nm 隔離器 | 中心波長：1550nm, 隔離度：≥46 dB雙級(jí)@25℃， 插損：＜0.6dB， 操作功率：10W | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=366 |
5 | 980nm/1550nm WDM | 工作帶寬： ±20nm， 插入損耗：≤0.5， 隔離度：＞16dB，1米長尾纖，900um松套管，SMF-28E光纖，F(xiàn)C/PC接頭 | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cp3&id=110 |
6 | 1550nm光纖耦合器 | 工作波段：1260-1620nm，1x2， 分光比：10:90，1米長尾纖， 900um松套管，SMF-28E光纖，F(xiàn)C/APC接頭, 模塊式封裝，操作功率 10W | http://www.microphotons。。ｃｎ/?a=cpinfo&id=915 |
四、系統(tǒng)搭建及結(jié)果分析
1、系統(tǒng)介紹：
我們采用1600nmDFB 激光器作為種子源，980nm激光器作為泵浦源。摻鉺光纖長度為8.8米。種子源發(fā)出的光經(jīng)過1550nm光纖隔離器之后，與980nm泵浦光通過980nm/1550nm WDM，進(jìn)入到摻鉺光纖，輸出的光經(jīng)過1550nm光纖耦合器分光，一部分進(jìn)入到功率計(jì)中檢測(cè)功率，一部分進(jìn)入光譜儀看對(duì)應(yīng)的光譜形狀。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
a、放大功率曲線
（種子源16.08mW）
2、光纖放大器輸出光譜
（8.8米摻鉺光纖，種子源功率16.08mW，泵浦功率375mW）
3、摻鉺光纖的ASE 光譜
（8.8米摻鉺光纖在Pump=375.3mW下的ASE光譜）
在實(shí)驗(yàn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)在摻鉺光纖上出現(xiàn)了綠色的熒光。
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