第七章光放大器 z1浙大器概述 72半体光放大器OA 7.3橡线光放大器EDFA 7.4光纤刷曼放大器FRA 点专此处结束放殃 4合
1 第七章 光 放 大 器 7.1 光放大器概述 7.2半导体光放大器SOA 7.3 掺铒光纤放大器EDFA 7.4 光纤喇曼放大器FRA
本章内容,重点和难点 本章内容 ●放大器的原理和功能 ●半导体光放大器SOA、掺铒光纤放大器EDFA ●光纤拉曼放大器FRA 本章重点 ●光纤拉曼放大器FRA、掺铒光纤放大器EDFA 本章难点 ●光纤拉曼放大器FRA 点专此处结束放殃 4合
2 本章内容、重点和难点 本章内容 ⚫放大器的原理和功能 ⚫半导体光放大器SOA、掺铒光纤放大器EDFA ⚫光纤拉曼放大器FRA 本章重点 ⚫光纤拉曼放大器FRA、掺铒光纤放大器EDFA 本章难点 ⚫光纤拉曼放大器FRA
3 学习本章目的和要求 掌握几种主要的光放大器的原理、结构、特性 及应用。 点专此处结束放殃 4合
3 学习本章目的和要求 ⚫掌握几种主要的光放大器的原理、结构、特性 及应用
前几章讨论了组成光波系统的光纤、光发送 机和光接收机等三个基本单元,本章介绍光波系 统组成的另一个重要单元—全光中继器 光信号在传输过程会出现两个问题: ①光纤的损耗特性使光信号的幅度衰减, 限制了光信号的传输距离; ②光纤的色散特性使光信号波形失真,造 成码间干扰,使误码率增加。 以上两点不但限制了光信号的传输距离,也 限制了光纤的传输容量。为增加光纤的通信距离 和通信容量,必须设置光中继器。 点专此处结束放殃 4合
4 前几章讨论了组成光波系统的光纤、光发送 机和光接收机等三个基本单元，本章介绍光波系 统组成的另一个重要单元——全光中继器。 光信号在传输过程会出现两个问题： ① 光纤的损耗特性使光信号的幅度衰减， 限制了光信号的传输距离； ② 光纤的色散特性使光信号波形失真，造 成码间干扰，使误码率增加。 以上两点不但限制了光信号的传输距离，也 限制了光纤的传输容量。为增加光纤的通信距离 和通信容量，必须设置光中继器
5 光中继器的功能是补偿光能量损耗,恢复 信号脉冲形状有: ①补偿衰减的光信号; ②对畸变失真的信号波形进行整形。 光中继器主要有两种:一种是传统的 光中继器(即光电中继器),另一种是全 光中继器。 光电混合中继器实际上是光接收机和 光发送机功能的串接。 点专此处结束放殃 4合
5 光中继器的功能是补偿光能量损耗，恢复 信号脉冲形状有： ① 补偿衰减的光信号； ② 对畸变失真的信号波形进行整形。 光中继器主要有两种：一种是传统的 光中继器（即光电中继器），另一种是全 光中继器。 光电混合中继器实际上是光接收机和 光发送机功能的串接
光电混合中继器中先将从光纤接收到的已衰 减和变形的脉冲光信号用光电二极管检测转换为 光电流,然后经前置放大器、主放大器、判决再 生电路在电域实现脉冲信号放大与整形,最后再 驱动光源产生符合传输要求的光脉冲信号沿光纤 继续传输,其基本功能是均衡放大,识别再生和 再定时,具有这三种功能的中继器称为3R中继器, 而仅具有前两种功能的中继器称为2R中继器。 经再生后的输出光脉冲完全消除了附加噪声 和波形畸变,即使由多个中继器组成的系统中, 噪声和畸变也不会累积,这正是数字通信能实现 长距离通信的原因。 点专此处结束放殃 4合
6 光电混合中继器中先将从光纤接收到的已衰 减和变形的脉冲光信号用光电二极管检测转换为 光电流，然后经前置放大器、主放大器、判决再 生电路在电域实现脉冲信号放大与整形，最后再 驱动光源产生符合传输要求的光脉冲信号沿光纤 继续传输，其基本功能是均衡放大，识别再生和 再定时，具有这三种功能的中继器称为3R中继器， 而仅具有前两种功能的中继器称为2R中继器。 经再生后的输出光脉冲完全消除了附加噪声 和波形畸变，即使由多个中继器组成的系统中， 噪声和畸变也不会累积，这正是数字通信能实现 长距离通信的原因
光电光混合中继器,用于克服光纤损 耗与色散对通信距离和通信容量的限制, 但结构复杂,价格昂贵,且不能用于波分 复用(WDM)系统中。本章将允绍结构简单 的光放大器构成新的全光中继器,对光信 号进行直接放大,克服光纤损耗对通信距 离的限制。 点专此处结束放殃 4合
7 光电光混合中继器，用于克服光纤损 耗与色散对通信距离和通信容量的限制， 但结构复杂，价格昂贵，且不能用于波分 复用(WDM)系统中。本章将允绍结构简单 的光放大器构成新的全光中继器，对光信 号进行直接放大，克服光纤损耗对通信距 离的限制
光放大器的出现,可视为光纤通信发展史上 的重要里程碑。 光放大器出现之前,光纤通信的中继器采用 光一电一光(OEO)变换方式。 装置复杂、耗能多、不能同时放大多个波长 信道,在WDM系统中复杂性和成本倍增,可实 现1R、2R、3R中继 光放大器(OO) 多波长放大、低成本,只能实现1R中继 点专此处结束放殃 4合
8 光放大器的出现，可视为光纤通信发展史上 的重要里程碑。 光放大器出现之前，光纤通信的中继器采用 光－电－光(O-E-O)变换方式。 装置复杂、耗能多、不能同时放大多个波长 信道，在WDM系统中复杂性和成本倍增，可实 现1R、2R、3R中继 光放大器（O-O） 多波长放大、低成本，只能实现1R中继
9 光放大器有多种类型,本章只介绍与光纤通 信直接有关的几种,包括半导体激光放大器 SLA)和光纤型光放大器两类。 光纤型光放大器有光纤喇曼放大器(RA)、 光纤布里渊放大器(FBA)、光纤参量放大器(m)和 掺杂光纤放大器(如EDFA)等几种。 光纤喇曼放大器和布里渊放大器利用所谓受 激喇曼和布里渊散射两种非线性和非弹性散射过 程,是石英光纤固有的现象,作为非线性介质的 光纤,通过分子振动和声学声子的参与,起着主 动的作用。 点专此处结束放殃 4合
9 光放大器有多种类型，本章只介绍与光纤通 信直接有关的几种，包括半导体激光放大器 (SLA)和光纤型光放大器两类。 光纤型光放大器有光纤喇曼放大器(FRA)、 光纤布里渊放大器(FBA)、光纤参量放大器(m)和 掺杂光纤放大器(如EDFA)等几种。 光纤喇曼放大器和布里渊放大器利用所谓受 激喇曼和布里渊散射两种非线性和非弹性散射过 程，是石英光纤固有的现象，作为非线性介质的 光纤，通过分子振动和声学声子的参与，起着主 动的作用
10 光纤参量放大器利用光纤的被动作用, 依靠束缚电子的非线性响应产生的参量过 程,实现光信号的放大。 掺杂光纤放大器是一种新型放大器, 特别是1.55m的掺铒与1.3μm的掺镨 光纤放大器具有增益高、噪声低、频带宽、 输出功率高等优点,具有广泛的应用前景。 本章将分别介绍上述几种主要的光放大 器的原理、结构、特性及应用。 点专此处结束放殃 4合
10 光纤参量放大器利用光纤的被动作用， 依靠束缚电子的非线性响应产生的参量过 程，实现光信号的放大。 掺杂光纤放大器是一种新型放大器， 特别是1．55μ m的掺铒与1．3 μm的掺镨 光纤放大器具有增益高、噪声低、频带宽、 输出功率高等优点，具有广泛的应用前景。 本章将分别介绍上述几种主要的光放大 器的原理、结构、特性及应用