EDFA原理性能、生產(chǎn)工藝及失效原因分析

IEDFA原理性能、生產(chǎn)工藝及失效原因分析要數(shù)IIABSTRACTandpractical,butlargelylimitstheapplications.InordertomakethedistanceofdataetionIII ABSTRACT Ⅱ 2光放大技術(shù)概述 32.1光放大技術(shù)發(fā)展概況 3 2.4基本光放大器的組態(tài) 4 .5.1EDFA放大的能級(jí)機(jī)理 4… .5.3EDFA摻雜物及原因分析 52.6本章小結(jié) 5 3.2.1摻鉺光纖(EDF) 63.2.2光耦合器(WDM) 73.2.3光隔離器(ISO) 7 3.4本章小結(jié) 9 IV 6.2.1EDFA失效模式一 256.2.2EDFA失效模式二 256.2.3EDFA失效模式三 266.2.4EDFA失效模式四 276.2.5EDFA失效模式五 276.2.6EDFA失效模式六 27 EDFA1生中繼不再經(jīng)過(guò)光-電轉(zhuǎn)換。特別是摻餌光纖放大器使信號(hào)光在光纖中直接得到增強(qiáng)和DFA 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))2A電信公司電信公司信號(hào)總端 EDFA32光放大技術(shù)概述展概況a；提提供信號(hào)信號(hào)放大和分配板卡產(chǎn)品珠海市客戶端江門市客戶端信號(hào)接收客戶端圖2-1EDFA的應(yīng)用圖通信中很多相關(guān)的最新進(jìn)展(如孤子系統(tǒng)及廣域和廣播多通道系統(tǒng))可追溯到與光放大光放大器可被想象成是一個(gè)具有反饋機(jī)制的激光器(增益介質(zhì))，其被激發(fā)的載流們也都在系統(tǒng)中引入加性噪聲(方差=2)。各種放大器需要一定形式的外功率源以提供放大所需的能量。電放大器需要一個(gè)電壓源，而光放大器需要電流源(或光源)。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))4的產(chǎn)生光放大器的組態(tài)第一種組態(tài)是將光放大器直接放在激光器發(fā)射機(jī)的后面做功率放大器或后置放大到機(jī)譜特性 EDFA5。小結(jié)插插頭陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))6EDFAEDFA光學(xué)模塊輸出PIN溫度傳感器A/DD/A泵浦源溫控RS232接口±5V電路模塊輸出光接口輸入光接口告警顯示9針D型插座泵浦源圖3-1EDFA的基本結(jié)構(gòu)3.2.1摻鉺光纖(EDF)rS EDFA7質(zhì)決定，鉺離子起主導(dǎo)作用，摻Er3+濃度及在纖芯中的分布等對(duì)EDFA的特性有很大影屬泵3.2.2光耦合器(WDM)不可少的組成部分，它將絕大多數(shù)的信號(hào)光與泵浦光合路于EDF中。也就是0.98um或1.48um的泵浦光和1.55um的信號(hào)光必須一起攝入摻鉺光纖中，一對(duì)介質(zhì)進(jìn)行泵浦和使信mnm陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))8源側(cè)，從而既保護(hù)了光源又使系統(tǒng)工作穩(wěn)定。要求隔離度在40dB以上，插3.2.4光濾波器(OpticalFilter)為了防止系統(tǒng)的性能退化，光濾波器是必需的。放大器發(fā)出的寬帶ASE輻射將產(chǎn)生自發(fā)PumpingSupplynm)、染料激光器(665nm)及半導(dǎo)體激光器(807nm、980nm、1480nm)。但由于在807nmArdB上的增益，需要的入纖泵浦功率大于100mw，且Ar+圖3-3泵浦內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 EDFA9態(tài)亞穩(wěn)態(tài)泵浦光子信號(hào)光子信號(hào)光子受激輻射光子Er3+rd00k00dnh1h21kkkkdnh1h21kkkkt12(3-3)分別為鉺離子摻雜濃度、下能級(jí)和上能級(jí)的粒子數(shù)密度；σ和σ分別為鉺離子aKeK的受激吸收與受激發(fā)射截面；τ為鉺離子的熒光壽命；i為第K束光的歸一化光強(qiáng)度。K陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))10圖PD光信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，再AD器根據(jù)電信號(hào)PD監(jiān)控電路(PDMonitorCircuit)：圖4-2對(duì)數(shù)放大電路(AD8305)EDFA11圖4-1跨阻放大電路AVCCR22810.0K-C14210-C14210UFC141PD1+330R23033012A12AGNDU59200KU59200K12123456789R9R236100OHMAGNDR2341.00MR2331.0K/0OHMPD1P8,C145R2401.0KR2419.09KVREFCOMM3IREFCOMM2INPTCOMM1VSUMVOUTVNEG1SCALVNEG2BFINVPOSVLOGC154C154C1471000PFC1C1471000PFC148AGNDR2449.09K1000PF1000PFAGNDAGNDAGND 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))121.3系統(tǒng)的原理分析器4.2泵浦驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路功能a)電源開(kāi)關(guān)的干擾；b)上電或斷電過(guò)程引起的浪涌；c)激光器管腳接觸不良或控制過(guò)快；d)與半導(dǎo)體激光器并聯(lián)電容的放電產(chǎn)生過(guò)電流；e噪聲導(dǎo)致的浪涌；Da)濾波與緩啟動(dòng)(關(guān)斷)電路的設(shè)計(jì)b)半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)流電路設(shè)計(jì)阻滑動(dòng)端在滑動(dòng)過(guò)程中接觸不良，從而引發(fā)浪涌造成損害。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))14LD3泵浦驅(qū)動(dòng)的原理分析a)輸出光功率，半導(dǎo)體激光器的輸出功率隨驅(qū)動(dòng)電流呈線性增長(zhǎng)，但不能超過(guò)其額定值。一般輸出功率都根據(jù)實(shí)際光路的要求來(lái)確定，并不是越大越好。c)閾值電流，半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流大于某一個(gè)值時(shí)，諧振腔才會(huì)產(chǎn)生振蕩，d)光功率穩(wěn)定度，激光器輸出功率會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后激光器輸出值的變化值成為光功率穩(wěn)定度，變化量越低表明輸出功率越穩(wěn)定。4.3溫控系統(tǒng)溫控電路功能計(jì) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))16為了取得這一工作點(diǎn)，就需要在PID的正端設(shè)置一可調(diào)電壓，使得溫控電路的輸出提供給半導(dǎo)體制冷器的電流產(chǎn)生的制冷效應(yīng)正好可以使半導(dǎo)體激光器工作在所予置溫度。送到PID的負(fù)輸入端，使得正負(fù)輸入端的電位差發(fā)生變化，其輸出相應(yīng)產(chǎn)生變化，經(jīng)半導(dǎo)體致冷器(ThermoelectricCooler)是利用半導(dǎo)體材料的珀?duì)柼?yīng)制成的。，一Micropelt公司是一個(gè)代表。其采用最先進(jìn)的薄膜技術(shù)，并使用MEMS(微電機(jī)系統(tǒng))進(jìn)4.4本章小結(jié)5EDFA的工藝及相關(guān)參數(shù)控制主要器件功能介紹aPUMP；bEDF是能使光信號(hào)通過(guò)后起到放大作用的d)PD：即光電轉(zhuǎn)換器，主要作用是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以識(shí)別光信號(hào)的強(qiáng)度eCoupler合區(qū)發(fā)生耦合，并進(jìn)行再分2工藝流程1項(xiàng)目實(shí)施 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))18gDVTTestCustomerInspectionNOYESNPIMFG所屬工所屬工序模塊配料模塊配料模塊配料動(dòng)作名稱器件分線模塊配料配料系統(tǒng)錄入 A器件彎腳模塊組裝模塊組裝模塊組裝模塊組裝組裝系統(tǒng)錄入模塊組裝粘光纖夾模塊盤盒無(wú)源光路盤盒模塊盤盒盤盒系統(tǒng)錄入模塊盤盒模塊盤盒模塊盤盒無(wú)源光路測(cè)試模塊盤盒鉺纖熔接模塊盤盒封裝系統(tǒng)錄入模塊盤盒預(yù)定標(biāo)/調(diào)纖模塊測(cè)試預(yù)定標(biāo)系統(tǒng)錄入模塊測(cè)試模塊封裝模塊盤盒封裝系統(tǒng)錄入模塊盤盒模塊測(cè)試預(yù)定標(biāo)系統(tǒng)錄入模塊測(cè)試通光測(cè)試模塊測(cè)試拍照確認(rèn)模塊測(cè)試盒蓋安裝模塊測(cè)試插損回?fù)p測(cè)試模塊測(cè)試常溫測(cè)試模塊測(cè)試圖5-3模塊測(cè)試圖1陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))20單項(xiàng)測(cè)試高低溫測(cè)試EEPROM寫入預(yù)定標(biāo)系統(tǒng)錄入連接器端面檢查測(cè)試系統(tǒng)錄入包裝系統(tǒng)錄入模塊包裝1模塊包裝2模塊終檢包裝系統(tǒng)錄入鍵測(cè)試架構(gòu)模塊測(cè)試模塊測(cè)試模塊測(cè)試模塊測(cè)試模塊測(cè)試模塊測(cè)試模塊包裝模塊包裝模塊包裝模塊包裝模塊包裝模塊包裝圖5-4模塊測(cè)試圖2增益與噪聲系數(shù)控制增益控制。a2]dpdz=g(z)p(z)(5-2)在光纖長(zhǎng)度上進(jìn)行積分并令始端功率為Pin，則得到陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))22G=in(5-3)(5-4)(5-5)0如果己知增益系g(z)，則可求出放大器的增益G。三能級(jí)系統(tǒng)的增益系數(shù)為g(z)=g(1+II)=g(1+PP)0s0s(5-6)g是由泵浦強(qiáng)度決定的增益系數(shù)。由于增益飽和現(xiàn)象，隨著信號(hào)功率的增加，增益0001sb)小信號(hào)增益G00010飽和功率用Ps表示(圖4-5)[13]。通常激光器所用的三能級(jí)速率方程模型也適用于EDFA，out 10inout隨著輸入信號(hào)功率的增加，n單調(diào)增加，G單調(diào)下降，噪聲指數(shù)則在迅速增加之前 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))24NFdB器總是希望它有盡可能低的噪聲系數(shù)。4本章小結(jié) B析我們?cè)谧鯳H25及WH30主板的生產(chǎn)及樣品調(diào)試的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)光耦(U58)會(huì)存在損mAmA。我們使用的幾處從 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))26和保險(xiǎn)絲以及一個(gè)限流電阻.長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)壓導(dǎo)致，后對(duì)電路進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)D29(1.5SMC91AT3G)的參數(shù)選擇的不是太 led 陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))28*******t3.1Wereleasedatemporaryfirmwareversion9.98tocustomer,thisversionprint“PWR”陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))30ntedrBlu