光纖通信系統(tǒng)課件：光放大器原理、分類及特點(diǎn)

1、1光放大器介紹2 內(nèi)容簡介：1 光放大器概述2 摻鉺光纖放大器3 光纖拉曼放大器4 其它放大器 引出鋪設(shè)更多的光纜成本高受器件響應(yīng)速度限制Internet 數(shù)據(jù)量急劇增長追求更高的傳輸容量提高傳輸速率光時分復(fù)用技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜波分復(fù)用采用光電光(O-E-O)變換方式信號失真WDM系統(tǒng)引入，復(fù)雜性和成本倍增光接收光纖光纖中繼器1N 23DWM光發(fā)送1N 32DWM光接收1N 23DWM光發(fā)送1N 32DWM重要意義:促使波分復(fù)用技術(shù) (Wavelength Division Multiplexing，WDM)走向?qū)嵱没?，促進(jìn)了光弧子技術(shù)和全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使光纖通信技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。光放大器1 光放

2、大器概述 利用某種具有增益的激活介質(zhì)對注入其中的微弱光信號進(jìn)行放大，使其獲得足夠的光增益，變?yōu)檩^強(qiáng)的光信號，從而實現(xiàn)對光信號的直接光放大。被放大的光信號輸入光信號光放大器1.1定義光放大器是基于受激輻射機(jī)理來實現(xiàn)入射光功率放大的。1.2工作原理(2) 受激輻射(1) 能量注入1.3光放大器的重要指標(biāo)-增益(1) 增益G：功率增益=10lg輸出光功率輸入光功率(dB)放大器的放大能力與泵浦功率和光纖長度的參數(shù)有關(guān)1.3光放大器的重要指標(biāo)-增益(2)增益飽和與飽和輸出功率：表示最大輸出能力 當(dāng)輸入光功率比較小時，增益G是一個常數(shù)，用符號G0表示，稱為光放大器的小信號增益。 但當(dāng)G增大到一定數(shù)值后，

3、光放大器的增益開始下降，這種現(xiàn)象稱為增益飽和；當(dāng)光放大器的增益降至小信號增益G0的一半，也就是用分貝表示為下降3dB時，所對應(yīng)的輸出功率稱為飽和輸出光功率，是放大器的一個重要參數(shù)，飽和輸出功率用Pouts表示。91.3光放大器的重要指標(biāo)-噪聲(1)光放大器的噪聲來源： 主要由于自發(fā)輻射被放大。自發(fā)輻射光子的相位和方向是隨機(jī)的。對于有用信號沒有貢獻(xiàn)，就形成了信號帶寬內(nèi)的噪聲，與放大信號在光纖中一起傳輸、放大，降低了信號光的信噪比。(3)噪聲系數(shù) 信噪比的劣化用噪聲系數(shù)Fn表示，定義為輸入信噪比與輸出信噪比的比值。10(2)信噪比：正常信號功率與噪聲功率的比值。光放大器分類半導(dǎo)體光放大器(SOA)

4、摻鉺光纖放大器(EDFA) 1550nm非線性光纖放大器摻稀土元素光纖放大器布里淵光纖放大器(FBA)1.4光放大器家族摻鐠光纖放大器(PDFA) 1310nm拉曼光纖放大器(FRA) 內(nèi)容簡介：2.1EDF結(jié)構(gòu)2摻鉺光纖放大器2.3結(jié)構(gòu)和特性122.2工作原理2.4性能指標(biāo)2.5應(yīng)用2.6優(yōu)缺點(diǎn)2 摻鉺光纖放大器 摻鉺（Er3+）光纖放大器(Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA)是將摻鉺光纖在泵浦源作用下形成的光纖放大器。發(fā)展進(jìn)程：1964年，美國光學(xué)公司制成了第一臺摻鉺玻璃激光器。1970年，光纖出現(xiàn)后，轉(zhuǎn)入進(jìn)行在光纖中摻雜激光器件的研究。1985年，英國南安

5、普頓大學(xué)的邁爾斯等人制成了摻鉺光纖激光器。1986年，又制造出EDFA。EDFA已經(jīng)商用化構(gòu)造與單模光纖的構(gòu)造一樣。鉺離子位于纖芯中央地帶，將鉺離子放在這里有利于其最大地吸收泵浦和信號能量，從而產(chǎn)生好的放大效果。材料摻Er3+光纖2.1 EDF的結(jié)構(gòu) 折射率較低的玻璃包層完善波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，提供抗機(jī)械強(qiáng)度的特性。涂覆層將光纖總直徑增大到 250m?；仡櫍汗馀c物質(zhì)相互作用的三個過程2.2 EDFA的工作原理Er+3外層電子具有三能級結(jié)構(gòu)： 能級1代表基態(tài)，能量最低。能級2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級。能級3代表激發(fā)態(tài)， 能量最高。16基態(tài)亞穩(wěn)態(tài)激發(fā)態(tài)平均壽命1s平均壽命2.2 EDFA的工作原理 當(dāng)泵浦(P

6、ump, 抽運(yùn))光激勵，鉺離子吸收泵浦光，基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。 激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，Er3+很快返回到亞穩(wěn)態(tài)。 亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)積累，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。 如果輸入的信號光的能量等于基態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)的能量差，亞穩(wěn)態(tài)的Er3+將躍遷到基態(tài)，產(chǎn)生一個與信號光子完全一樣的光子，實現(xiàn)了信號光在摻鉺光纖中的放大。平均壽命1s平均壽命泵浦波長放大器帶寬 激發(fā)態(tài)亞穩(wěn)態(tài)基態(tài)2.2 EDFA的工作原理EDFA的工作過程：EDFA的工作過程 980 nm光子泵浦激光器使er3+從基態(tài)泵浦能帶(激發(fā)態(tài))受激離子激發(fā)態(tài)亞穩(wěn)帶衰變得非?？?約1s)。多余的能量以聲子形式釋放。er3+從亞穩(wěn)態(tài)能帶 底端, 時間長(10 ms左右)。2.

7、2 EDFA的工作原理EDFA的工作過程 若有1480nm泵浦激光器直接把電子從基態(tài)亞穩(wěn)態(tài)能級的頂部；電子將移到亞穩(wěn)態(tài)能級的較低端，這時出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布；2.2EDFA的工作原理EDFA的工作過程信號光激勵,基態(tài)到亞穩(wěn)態(tài)躍遷： 1.基態(tài)的離子將吸收一小部分外部光,將躍遷到亞穩(wěn)態(tài)-受激吸收 。亞穩(wěn)態(tài)離子，無激勵光子流時，一部分躍遷到基態(tài)； 自發(fā)輻射放大(ASE)-導(dǎo)致放大器的噪聲。 2. 信號光子觸發(fā)激發(fā)態(tài)的離子使其下降到基態(tài). 受激輻射-發(fā)射與輸入信號光子具有相同能量、相同波矢量以及相同偏振態(tài)的新光子。 實現(xiàn)光信號放大。亞穩(wěn)態(tài)和基態(tài)的寬度：15301560nm超過1560nm時增益會穩(wěn)定下降

8、，在大約1616nm處降至0dB。2.2EDFA的工作原理例EDFA和LD中都有受激輻射，兩者有何區(qū)別？答：EDFA中的受激輻射產(chǎn)生于整個摻鉺光纖材料中，其中粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布是在摻鉺光纖材料的三能級結(jié)構(gòu)之間直接（泵浦激光1480nm時）或間接（泵浦激光980nm時）實現(xiàn)的（最終在能級E2和E1之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布）。三個能級是：低能級E1是基態(tài)能級，中間能級E2是亞穩(wěn)態(tài)能級（電子平均壽命可達(dá)10ms），高能級E3是非穩(wěn)態(tài)能級（電子的平均壽命1s）。LD中受激輻射產(chǎn)生于p-n結(jié)半導(dǎo)體材料中的有源區(qū)，其中粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布是在有源區(qū)導(dǎo)帶和價帶能級之間直接實現(xiàn)的。所謂有源區(qū)，是指加上適當(dāng)正向電壓后，p-

9、n結(jié)交界面附近具有粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的窄區(qū)域。 2.3 EDFA結(jié)構(gòu)和特性-結(jié)構(gòu)EDF的增益取決于Er3+的濃度、光纖長度和直徑以及泵浦光功率等多種因素，通常由實驗獲得最佳增益。波分復(fù)用器(WDM)把泵浦光與信號光耦合；基本要求：采用插入損耗小，熔拉雙錐光纖耦合器型波分復(fù)用器。光隔離器置于兩端防止光反射；保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作和減小噪聲。光濾波器是濾除放大器噪聲，提高系統(tǒng)的信噪比。摻鉺光纖(EDF)和高功率泵浦光源是關(guān)鍵器件；對泵浦光源（波長通常為980 nm或1480 nm）的基本要求是大功率和長壽命。現(xiàn)在的研究表明波長為980 nm的泵浦效率最高，且噪聲較低，是未來發(fā)展的方向。2.3 EDFA結(jié)

10、構(gòu)和特性-結(jié)構(gòu)同向泵浦 因泵浦源所在的位置不同，分成同向、反向及雙向泵浦方式。 1.同向泵浦：泵浦光與信號光從同一端注入摻鉺光纖。輸入泵浦光較強(qiáng)，故粒子反轉(zhuǎn)激勵也強(qiáng)，其增益系數(shù)大。其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)成簡單，噪聲指數(shù)較??；缺點(diǎn)是輸出功率較低。光隔離器WDMEDF光隔離器泵浦激光器輸入信號輸出信號光濾波器2.3EDFA結(jié)構(gòu)和特性-結(jié)構(gòu)2.反向泵浦：泵浦光與信號光從不同的方向輸入摻鉺光纖，兩者在摻鉺光纖中反向傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)光信號放大到很強(qiáng)時，泵浦光也強(qiáng)，不易達(dá)到飽和，輸出功率比同向泵浦高；缺點(diǎn)是噪聲性能差。輸出信號光隔離器WDMEDF光隔離器輸入信號泵浦激光器光濾波器反向泵浦2.3 EDFA結(jié)構(gòu)和特性-

11、結(jié)構(gòu)3.雙向泵浦：可用多個泵浦源從多個方向激勵光纖。多個泵浦源部分前向，部分后向，結(jié)合前兩種優(yōu)點(diǎn)。使泵浦光在光纖中均勻分布，從而使其增益在光纖中均勻分布。 雙向泵浦光隔離器WDMEDF光隔離器輸入信號輸出信號泵浦激光器泵浦激光器光濾波器WDM2.3 EDFA結(jié)構(gòu)和特性-特性三種泵浦方式比較：1.信號輸出功率三種方式的轉(zhuǎn)換效率分別為61%、76和77。在同樣泵浦條件下，同向泵浦式的輸出最低。信號輸出光功率與泵浦光功率的關(guān)系2.3 EDFA結(jié)構(gòu)和特性-特性三種泵浦方式比較：2.噪聲特性 輸出功率加大將導(dǎo)致粒子反轉(zhuǎn)數(shù)的下降，因而在未飽和區(qū)，同向泵浦式噪聲指數(shù)最小，但在飽和區(qū)，情況將發(fā)生變化。對于不同

12、摻鉺光纖長度，同向泵浦方式噪聲都最小。放大器輸出功率與NF的關(guān)系光纖長度與NF的關(guān)系三種泵浦方式性能差異總結(jié)：同向泵浦: 噪聲性能好反向泵浦: 輸出功率大雙向泵浦: 兼有上述優(yōu)點(diǎn),但成本高2.3 EDFA結(jié)構(gòu)和特性-特性2.4 EDFA的重要指標(biāo)-增益 EDFA的輸出功率含信號功率和噪聲功率兩部分，噪聲功率記為PASE，則EDFA的增益為式中，分別是輸出光信號和輸入光信號功率。EDFA的增益通常為1540dB。大小與鉺離子濃度、泵浦功率和摻鉺光纖長度有關(guān)。2.4 EDFA的重要指標(biāo)-增益 不同泵浦光功率下，當(dāng)光纖長度較短時，增益增加很快；而超過某一長度，增益反而下降。 原因：長度增加，纖中泵浦

13、光功率下降，且摻鉺光纖損耗遠(yuǎn)大于普通光纖，從而導(dǎo)致增益下降。摻鉺光纖長度與放大器增益關(guān)系對某個確定的泵浦功率存在一個最佳光纖長度，使得增益最大。2.4 EDFA的重要指標(biāo)-增益不同長度的摻鉺光纖，在泵浦功率不受限時，最大的光放大器增益G受限于光纖長度。泵浦功率與放大器增益關(guān)系從泵浦功率和光纖長度兩方面綜合考慮，以達(dá)到所要求的增益標(biāo)準(zhǔn)?？蓱?yīng)用能量守恒原理，EDFA的輸入輸出功率表示為2.4 EDFA的重要指標(biāo)-增益 物理意義：EDFA輸出信號能量不能超過注入泵 浦能量。例題：EDFA做功率放大器，設(shè)其增益為20dB，泵浦波長為=980nm，輸入光信號的功率為0dBm，假如波長為1550nm，求所

14、用的最小泵浦源功率為多少？ 功率放大器增益表達(dá)式為：解：入射功率0dBm，即為1mw?？汕蟪鯡DFA的輸出光信號功率為:,得到泵浦輸入功率應(yīng)滿足由2.4 EDFA的重要指標(biāo)-噪聲系數(shù)3.噪聲系數(shù) 噪聲系數(shù)Fn決定于自發(fā)輻射。 實驗證實：在EDFA中，可得到接近3dB的噪聲系數(shù)，這是噪聲系數(shù)的極限。 EDFA極低噪聲，成為光纖通信中的理想放大器，是在光纖通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一個重要原因。 但即使噪聲這樣低，當(dāng)長距離光纖通信系統(tǒng)采用多級EDFA級聯(lián)時，噪聲影響使系統(tǒng)長度也受限。例：若EDFA輸入信號為300uW，在1 nm帶寬內(nèi)的輸入噪聲功率是30 nw，輸出信號功率是60 mW，在1 nm帶寬內(nèi)

15、的輸出噪聲功率增大到20uW，計算光放大器的噪聲指數(shù)。解：光放大器的輸入信噪比為：光放大器的輸出信噪比為： 噪聲指數(shù)為：2.5 EDFA的系統(tǒng)應(yīng)用1. EDFA用作前置放大器 光接收器之前，提高接收機(jī)靈敏度可提高1020dB。即，在光信號進(jìn)入接收機(jī)前，得到放大，以抑制接收機(jī)內(nèi)的噪聲。小信號放大，要求低噪聲，但輸出飽和功率則不要求很高。2.5 EDFA的系統(tǒng)應(yīng)用2. EDFA用作功率放大器 放在光發(fā)射機(jī)之后用來提升輸出功率，將通信距離延長10-20km。通信距離由放大器增益及光纖損耗決定，功率放大器除了要求低噪聲外，還要求高飽和輸出功率。2.5 EDFA的系統(tǒng)應(yīng)用3. EDFA用作線路放大器 非

16、常適合用在海底光纜，沒有電中繼器的光-電-光過程。用EDFA可代替半導(dǎo)體光放大器，對線路中的光信號直接進(jìn)行放大，使得全光通信技術(shù)得以實現(xiàn)。2.5 EDFA的系統(tǒng)應(yīng)用4.EDFA用作本地網(wǎng)放大器 EDFA+WDM結(jié)合可在寬帶本地網(wǎng)，特別在電視分配網(wǎng)中得到應(yīng)用。它補(bǔ)償由于分路帶來的損耗及其他損耗，極大地擴(kuò)大了網(wǎng)徑和用戶數(shù)量。 402.6 EDFA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：工作頻帶正處于光纖損耗最低處(1525-1565nm)； 能量轉(zhuǎn)換效率高。激光工作物質(zhì)集中在光纖芯子的近軸部分，而信號光和泵浦光也在近軸部分最強(qiáng)，則光與物質(zhì)作用很充分。頻帶寬，可以對多路信號同時放大-波分復(fù)用；增益高，噪聲低，輸出功率大。

17、增益達(dá)40dB。輸出功率在單向泵浦14dBm，雙向泵浦17dBm-20dBm，充分泵浦時，噪聲系數(shù)可低至34dB，串話也很小。2.6 EDFA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：增益特性不敏感。對溫度不敏感，在100內(nèi)增益特性保持穩(wěn)定?？蓪崿F(xiàn)信號的透明傳輸。在波分復(fù)用系統(tǒng)中，同時傳輸模擬信號和數(shù)字信號，高速率信號和低速率信號。缺點(diǎn)：波長固定，只能放大1.55m左右的光波。換用不同基質(zhì)的光纖時，鉺離子能級也只能發(fā)生很小的變化，可調(diào)節(jié)的波長有限，只能換用其他元素。增益帶寬不平坦。在WDM系統(tǒng)中需要采用特殊的手段來進(jìn)行增益譜補(bǔ)償。 內(nèi)容簡介：3.3系統(tǒng)應(yīng)用3.1工作原理3光纖拉曼放大器3.2結(jié)構(gòu)3.4性能指標(biāo)3.5優(yōu)

18、缺點(diǎn)3 光纖拉曼放大器 EDFA 光纖的最低損耗區(qū)即C波段(1530-1565nm)， 適當(dāng)設(shè)計用于L波段(1565-1625nm)信號的放大。光纖拉曼放大器(Fiber Raman Amplifer，F(xiàn)RA)可以用于其它波段的放大,通過適當(dāng)改變泵浦激光波長，就可以達(dá)到在任意波段進(jìn)行寬帶光放大。拉曼光纖放大器逐漸引起人們的重視，但拉曼光纖放大器距離真正商用化還有一段距離。EDFA+拉曼放大器，是目前的通信系統(tǒng)中比較成熟的一種方式。3.1FRA工作原理FRA實現(xiàn)放大是基于光纖中的非線性效應(yīng)：受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering，SRS）。拉曼散射基本原理：在許多非

19、線性光學(xué)介質(zhì)中，高能量（波長較短）的泵浦光散射，將一部分入射功率轉(zhuǎn)移給另一較低頻率的光波，這個低頻與高頻相比的偏移量由介質(zhì)的振動模式?jīng)Q定。 RS的原理性結(jié)構(gòu)示意圖拉曼散射與泵浦光功率有關(guān)，泵浦光較弱時，產(chǎn)生自發(fā)拉曼散射；泵浦光超過某個閾值，產(chǎn)生受激拉曼散射。大量試驗得到石英光纖的斯托克斯頻移(拉曼增益帶寬)為13.2THZ。自發(fā)拉曼散射的強(qiáng)度一般只有入射光強(qiáng)度的百萬分之一或億萬分之一。波長光功率(dB)1550nm1450nm光纖(b)有泵激光的1550nm傳輸1450nm1550nm如果光纖中同時存在兩個光束，會發(fā)生受激拉曼散射。圖中一個弱信號和一個強(qiáng)泵浦光同時在光纖中傳輸，高頻、高能量（波

20、長較短）為泵浦光；低頻、被放大（波長較長）為信號光。并使弱信號波長置于泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，當(dāng)泵浦功率增加到一定值時，光纖呈現(xiàn)非線性，出現(xiàn)受激發(fā)拉曼散射，弱信號即可被放大。這種基于SRS機(jī)制的光放大器稱為光纖拉曼放大器FRA。FRA是靠非線性散射實現(xiàn)放大功能，不需要能級間粒子數(shù)反轉(zhuǎn)3.1FRA工作原理思考題：拉曼放大器與受激輻射的光放大器工作原理有何不同？ 2.拉曼放大的信號波長取決于泵浦光子頻率和石英分子的振動頻率，而受激輻射放大的光波長與泵浦光頻率無關(guān)。 1.受激輻射的光放大器需要粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，而拉曼放大不需要粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，因為分子不吸收信號光子；3.2 FRA的結(jié)構(gòu)與EDFA結(jié)構(gòu)基

21、本一致。傳輸光纖本身作為增益介質(zhì)。可前向、后向泵浦；為減少泵浦光和信號光相互作用的長度，從而減少泵浦噪聲對信號影響，多用后向泵浦方式。多個泵浦激光器擴(kuò)展放大帶寬。光隔離器WDM光隔離器輸入信號輸出信號泵浦激光器光濾波器FRA基本結(jié)構(gòu)3.2 FRA的結(jié)構(gòu)光隔離器WDM光隔離器輸入信號輸出信號泵浦激光器光濾波器FRA基本結(jié)構(gòu)按放大方式分為分立式和分布式：分布式：沿光纖分布的光信號進(jìn)行在線放大。主要作為傳輸光纖損耗的分布式補(bǔ)償放大，傳輸?shù)钠胀ü饫w作增益介質(zhì)，傳輸距離比較長，可達(dá)100km左右；泵浦源功率幾百毫瓦；所以光纖中各處的信號光功率都比較小，從而可降低各種光纖非線性效應(yīng)的干擾。 分立式(集總式

22、)：集中對光信號進(jìn)行放大。 主要作為高增益、高功率放大，介質(zhì)通常是色散補(bǔ)償光纖或高非線性光纖 ，比較短，一般10km以內(nèi)；泵浦源功率幾瓦到幾十瓦。EDFA也屬于分立式。1.分立式拉曼放大器的應(yīng)用 與EDFA一樣集中放大，通常用于EDFA無法放大的波段3.3 FRA的系統(tǒng)應(yīng)用分立式拉曼放大器的應(yīng)用DCF-色散補(bǔ)償型光纖；C-EDFA-C波段EDFA拉曼泵浦(50W)3.3 FRA的系統(tǒng)應(yīng)用2.分布式拉曼放大器（DRA）的應(yīng)用在WDM系統(tǒng)的每個傳輸單元中，在輸入端 注入反向拉曼泵浦，信號將沿光纖實現(xiàn)分布式拉曼放大，可以降低入射功率并保持一定的信噪比。 DRA具有噪聲低、增益帶寬與泵浦波長和功率相關(guān)

23、特點(diǎn)。EDFA具有高增益、低成本的特點(diǎn)。采用DRA+EDFA的典型WDM系統(tǒng)3.4 FRA的性能1.增益與信號光和泵浦光的頻率差有關(guān);頻差小,增益大，與泵浦光的功率有關(guān)。功率大,增益大。典型的拉曼放大器增益曲線3.4 FRA的性能2.帶寬EDFA的增益帶寬只有80nm。FRA使用多個泵浦源，增益帶寬可達(dá)132nm，通過選擇泵浦光波長可實現(xiàn)任意波長的光放大。3.4 FRA的性能3.噪聲指數(shù) 分布式拉曼放大器經(jīng)常與EDFA混合使用，其等效總噪聲指數(shù)為F=FR+FE/GR式中：GR和FR分別是DRA的增益和噪聲指數(shù)； FE是EDFA的噪聲指數(shù)。 因為FR通常要比作為功率放大器的EDFA的噪聲指數(shù)FE

24、要小，所以由上式可知，只要增加拉曼增益GR，就可以減少總的噪聲指數(shù)。3.5 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)FRA具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 更寬的頻段提供放大，增益波長由泵浦光波長決定，只要泵浦源的波長適當(dāng)，理論上可以得到任意波長的信號放大，為波分復(fù)用進(jìn)一步增加容量拓寬了空間。(2) 增益介質(zhì)可以為傳輸光纖本身，與EDFA相比，即使甭浦源失效，也不會增加額外的損失。特別是當(dāng)采用分布式拉曼放大，光纖中各處的信號光功率都比較小，從而可降低各種光纖非線性效應(yīng)的影響。(3) 噪聲指數(shù)低，可提升原系統(tǒng)的信噪比。3.5 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)FRA具有以下優(yōu)點(diǎn)：(4) 拉曼增益譜比較寬，如果采用多個泵浦源，則可容易地實現(xiàn)寬帶放

25、大。(5) FRA的飽和功率比較高，增益譜調(diào)節(jié)方式可通過優(yōu)化配置泵浦光波長和強(qiáng)度來實現(xiàn)。(6) 拉曼放大的作用時間短，為飛秒(10-15s)級，可實現(xiàn)超短脈沖的放大。3.5 FRA的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)FRA具有以下缺點(diǎn)：(1)拉曼光纖放大器所需要的泵浦光功率高。分立式幾瓦到幾十瓦，分布式幾百毫瓦；EDFA只有幾十毫瓦。(2)作用距離太長，增益系數(shù)偏低。(3)對偏振敏感。 內(nèi)容簡介：1光放大器概述2摻鉺光纖放大器3光纖喇曼放大器4其它光放大器4 其他光纖放大器2.光纖布里淵放大器：與受激拉曼放大器相比，增益高300倍。1.半導(dǎo)體光放大器：半導(dǎo)體光放大器的機(jī)理與激光器類似，都是利用受激輻射對進(jìn)入增益介質(zhì)的光信號進(jìn)行直接放大。覆蓋了1300-1600nm波段。不僅可用于光放大器的有益選擇方案，還可促成1310nm窗口WDM系統(tǒng)的實現(xiàn)；動態(tài)波長轉(zhuǎn)換。耦合光設(shè)備注入電流（泵浦）有源區(qū)傳輸光纖傳輸光纖包層纖芯放大后的光信號光輸入信號1半導(dǎo)體光放大器 (SOA)1半導(dǎo)體光放大器 (SOA)pn外加正向偏壓實現(xiàn)