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掺铒光纤放大器;主要内容：;掺铒光纤放大器概述 ;光放大器的类型;半导体光放大器 （SOA） 掺铒光纤光放大器 （EDFA） 掺镨光纤光放大器 （PDFA） 受激拉曼光放大器 (SRA);光放大器的类型;波分复用系统中的光电中继;宽带宽的光放大器可以对多信道信号同时放大，而不需要进行解复用，光放大器的问世推动了DWDM技术的快速发展。;EDFA给光纤通信领域带来革命; 1989年诞生的掺铒光纤放大器代表的全光放大技术，是光纤通信技术上的一次革命，它不仅解决了电中继器设备复杂、维护难、成本高的问题，更重要的意义在于促使波分复用技术 (WDM) 走向实用化，促进了光接入网的实用化。;(2) 受激辐射;光与物质的作用;自发辐射; ;自发辐射跃迁速率与自发辐射系数;解该方程得： 式中n20为t=0时处于能级E2的原子数密度。 t时刻的单位时间内跃迁的粒子在高能级（E2）上已经停留的时间总和，即寿命的和为： 所有在高能级（E2）上的粒子全部跃迁后，它们已经在高能级上停留的时间总和按照粒子总数平均得到平均寿命为： ;? 越大，表明原子在E2上逗留时间越长，激发态? 很小，? 无穷大时，称E2为稳态； ? 较长的能态称为亚稳态。;受激吸收;受激吸收跃迁速率与受激吸收系数;受激吸收几率;受激辐射;受激辐射的特点;受激辐射跃迁速率与受激辐射系数;受激辐射几率;三种过程之间的关系;三能级、四能级系统;; 掺铒光纤在980nm、1480nm有吸收峰。 在1525－1565nm为较宽的发射峰。 可同时放大多个波长即信道，在WDM系统中，可作为放大器使用。;EDFA工作原理;掺铒光纤放大器的基本结构;EDFA的三种泵浦方式;掺铒光纤放大器结构图;;掺铒光纤放大器的工作特性 ;光放大器的增益;增益与输入光功率的关系; 信号在放大过程中不可避免地叠加了各种噪声，从而导致信噪比(SNR signal-to-noise ratio)的恶化。衡量EDFA噪声特性的参数为噪声系数NF（noise figure）：;增益、噪声指数和输出光功率与输入光功率的关系曲线（例）;增益带宽;对于给定的放大器长度（EDF长度），增益随泵浦功率在开始时按指数增加，当泵浦功率超过一定值时，增益增加变缓，并趋于一恒定值。;当泵浦功率一定时，放大器在某一最佳长度时获得最大增益，如果放大器长度超过此值，由于泵浦的消耗，最佳点后的掺铒光纤不能受到足够泵浦，而且要吸收已放大的信号能量，导致增益很快下降。;掺铒光纤放大器中的关键技术 ;增益G与输入光波长的关系;EDFA增益平坦技术;波长;EDFA的增益锁定技术;EDFA的增益平坦及增益锁定;EDFA宽带放大技术;工作波段正好落在光纤通信最佳窗口；且与传输光纤的耦合损耗小，可小至0.1dB 增益高（30～40dB），饱和输出光功率大（10～20 dBm) 噪声指数小（4～7dB) 频带宽（1525～1565nm)，可进行多信道传输，有利于提高传输容量 增益与信号偏振态无关，稳定性好 ;EDFA在通信系统中的应用;掺铒光纤放大器;简化的EDFA理论模型Giles模型 ;两能级系统 均匀展宽 ASE 噪声可忽略;引入光纤吸收系数和发射系数：;速率方程和传输方程变为：;EDFA的基本理论模型(4)