掺铒光纤放大器实验
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。
1530nm-i 570nm
980nm or
」
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980nm 的泵浦效率低,因而 通常采用980和
1480nm
Amplified output signal
Fiber containing
9ft0nm 畢态H80uin
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2. 掺铒光纤放大器的基本结构
Er-DOPED FIBER AMPLIFIER
掺铒光纤:当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时, 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 勺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:
p
G (dB ) 1Olog 10 s,out
Fs,in
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。
Pump L*MF
Inpul Signal
I
Er^Dopfid Fiber
Ootlc.1 PumpSlQn*!
器鶯呎
PT
AfflplWied Signal ■
Optical IsoLatof
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