光纖類型的選擇 - 混合光纖放大器研究
光纖的參數(shù),如光纖的有效面積、拉曼增益與有效面積的比值、有效長度和光纖的FOM,將決定該光纖采用何種泵浦。由下面的式子可得對于一個給定泵浦功率的放大器,當(dāng)改變光纖類型時相應(yīng)增益的改變情況
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2. 4 偏振問題的考慮
拉曼增益于偏振相關(guān)。當(dāng)采用保偏措施,即泵浦光的偏振不變時,增量最大。然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于拉曼放大的有效作用長度通常在十幾千米,使得泵浦和信號光的偏振態(tài)相關(guān)性大幅度減弱,PDG容易出現(xiàn)增益不均,故要避免PDG。
2.5 系統(tǒng)噪聲的分析
整個FRA-EDFA系統(tǒng)為三級:EDFA、均衡器和FRA。所以整個系統(tǒng)的噪聲系數(shù)為:
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式中:NF1是EDFA的噪聲系數(shù),NF2是均衡器的噪聲系數(shù),可忽略不計(jì),NF3是FRA的噪聲系數(shù),可近似用EDFA噪聲系數(shù)的公式計(jì)算。EDFA的脯計(jì)算公式為:
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式中,G是信號的增益,vs是信號的頻率,h是普朗克常量,
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是在L處、頻率為vs的ASE光的功率譜密度值。計(jì)算FRA的噪聲系數(shù)是需用自發(fā)拉曼散射的功率譜密度值代替上式的。
分布放大FRA引入的ASE噪聲與EDFA相比有很大程度的改善。FRA的有效噪聲一般小于零,又由于它位于混合光纖放大器的第一級,能夠有效的改善放大器的噪聲特性,從而能夠提高系統(tǒng)整體性能。假設(shè)EDFA的噪聲系數(shù)為5dB,經(jīng)計(jì)算,如圖7所示為混合放大器噪聲系數(shù)譜,在整個增益平坦區(qū)內(nèi)NF<4dB,符合要求。圖中一并給出了噪聲系數(shù)的實(shí)測值,與計(jì)算結(jié)果相符。
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通過上述幾個因素的分析,可以得出結(jié)論:選擇好合適的濾波器,就可以用少量的泵浦得到良好的FRA-EDFA系統(tǒng),具有較寬的帶寬和平坦的增益譜,并且噪聲系數(shù)也很低(<4dB)。這種混合光纖放大器和完全用多泵浦復(fù)用FRA比起來,無論從成本上還是設(shè)計(jì)、復(fù)用難度上,都有顯著的改善。
- 第 1 頁:混合光纖放大器研究
- 第 2 頁:EDFA的理論基礎(chǔ)
- 第 3 頁:光纖類型的選擇
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