光纤无源及有源器件

光纤无源及有源器件第一页，共一百四十九页，2022年，8月28日光器件：光通信网络的基础2第二页，共一百四十九页，2022年，8月28日光无源器件定义：不需要外加能源驱动工作的光电子器件光纤连接器（固定、活动,FC/PC,FC/APC）光纤定向耦合器/分支器光分插复用器（OADM)光波分/密集波分复用器（WDM/DWDM)光衰减器（固定、连续）光滤波器（带通、带阻）光纤隔离器与环行器（偏振有关、无关）光偏振态控制器、光纤延迟线、光纤光栅3第三页，共一百四十九页，2022年，8月28日光有源器件定义：需要外加能源驱动工作的光电子器件半导体光源(LD,LED,DFB,QW,SQW,VCSEL)半导体光探测器(PD,PIN,APD）光纤激光器（OFL:单波长、多波长）光放大器(SOA,EDFA)光波长转换器(XGM,XPM,FWM)光调制器（EA）光开关/路由器4第四页，共一百四十九页，2022年，8月28日光器件与电器件的类比5第五页，共一百四十九页，2022年，8月28日光器件的应用多波长光源DWDM光调制器光隔离器光耦合器光波长转换光放大DWDM光色散补偿光隔离器光环行器光波长转换OADMDWDM光隔离器光环行器光开关可调谐滤波DWDMOXC光耦合器光调制解调6第六页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.1自聚焦透镜

第七页，共一百四十九页，2022年，8月28日球透镜与自聚焦透镜1、均匀折射率分布材料2、依靠弯曲的光学界面实现光学成像3、通过非球面来克服像差，提高成像质量1、渐变折射率分布材料2、依靠光线轨迹的弯曲实现光学成像3、通过优化折射率分布，提高成像质量8第八页，共一百四十九页，2022年，8月28日自聚焦透镜应用：无源器件的耦合系统、复印机、传真机、计算机光盘系统、摄影物镜、显微物镜、医用内窥镜等方面。9第九页，共一百四十九页，2022年，8月28日自聚焦透镜的基本特征平方率折射率分布光线轨迹为cos或sin曲线从一点发出的不同角度的光线将会聚于另一点，形成“自聚焦”具有独到特点：体积小、平端面超短焦距组合透镜成像特性可以弯曲成像10第十页，共一百四十九页，2022年，8月28日直角坐标系中的射线方程11第十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日12第十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日13第十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日光线的传播轨迹14第十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日透镜传输矩阵qdsdxdydz15第十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日近轴子午光线近似16第十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日透镜传输矩阵17第十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日矩阵光学符号公约(1)原点:顶点、主点或焦点(2)线段:以原点为基点,顺光线传播方向为正,反之为负;(3)角度:以光轴或端面法线为基轴,从基轴向光线转动,

顺时针为负,逆时针为正;(4)标记:在成象图中出现的几何量(长度和角度)均取绝对值,正量直接标注,负量冠以“-"号之后标注。18第十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日透镜成像矩阵19第十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日总成像矩阵利用透镜传输矩阵S进行简化:20第二十页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（I）21第二十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（II）22第二十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（III）23第二十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（III）24第二十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（IV）25第二十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的成像（V）26第二十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日透镜成像性质170129页表6.227第二十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的应用：准直-聚焦28第二十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.25Plens:onaxis29第二十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.25Plens：offaxis双光纤准直器,波分复用器件30第三十页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的应用：光源耦合31第三十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.23Plens：anglecompress32第三十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.29Plens：faculacompress33第三十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日自聚焦透镜的重要特性重要性能参数：焦距：f=-1/[n0A1/2sin(A1/2L)]聚焦参数：A=2D/a2数值孔径：NA=n0(2D)1/2节距：P=2p/A1/2成像特性：与透镜长度有关：1/4节距透镜1/2节距透镜0.23节距透镜0.29节距透镜34第三十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的应用：准直-聚焦35第三十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.25Plens:onaxis单光纤准直器,光无源器件36第三十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.25Plens：offaxis双光纤准直器,波分复用器件37第三十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日GRIN透镜的应用：光源耦合38第三十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.23Plens：anglecompress39第三十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日0.29Plens：faculacompress40第四十页，共一百四十九页，2022年，8月28日自聚焦透镜的重要特性重要性能参数：焦距：f=-1/[n0A1/2sin(A1/2L)]聚焦参数：A=2D/a2数值孔径：NA=n0(2D)1/2节距：P=2p/A1/2成像特性：与透镜长度有关：1/4节距透镜1/2节距透镜0.23节距透镜0.29节距透镜41第四十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.2光纤定向耦合器

第四十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.2.1耦合器的基本知识

43第四十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日耦合器的分类44第四十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.2.2耦合器的工作原理

两光纤的纤芯很接近时，光场导致介质极化，模场互相渗透，发生耦合45第四十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日平行光纤之间的耦合耦合波方程组：

dR/dz-jdR=-jKS; dS/dz+jdS=-jKR Am=Rexp(-jdz); An=Sexp(jdz)失谐系数：d=(bn-bm)/2

耦合系数:K46第四十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日耦合波方程组的解边界条件:R(0)=1,S(0)=047第四十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日两参数相同光纤的耦合d=0，R2(z)=cos2(Kz) S2(z)=sin2(Kz)耦合长度：

Lc=p/2K耦合系数：2a2adn2n1n2n1n2可以通过控制平行光纤的长度以及两光纤间距来控制耦合比48第四十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日耦合长度

耦合长度定义为对于确定波长的光信号功率从一根光纤100%耦合进入另一根光纤的最小长度。光信号功率耦合的强弱以及耦合长度取决于两光纤纤芯的间距，间距越大耦合耦合长度就越长。耦合长度与传输的波长也紧密相关！不同波长的光具有不同的耦合长度。耦合长度的波长相关性49第四十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日相同波长光信号耦合R(0)=1,S(0)=0

d=0，R2(z)=cos2(Kz)S2(z)=sin2(Kz)耦合长度:Lc=p/2K功率100%耦合P1P2P3P450第五十页，共一百四十九页，2022年，8月28日光互易定理当耦合器的参数相同时(1)相同波长间的耦合总是会引入3dB(50%)损耗(2)不可能利用光纤耦合器将两个光纤的相同波长光信号功率耦合到同一根光纤之中！51第五十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日不同波长光信号的耦合(分波)两个波长从输入端口P1输入,分别在输出端口P2,P3输出l1l2l1l2P1P2P352第五十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日不同波长光信号的耦合(合波)两个波长从P1,P4端口输入,在同一个输出端口P2输出l1l2l1l2P1P2P453第五十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日光纤耦合器WDM(1)对EDFA注入光功率（泵浦光＋信号光）(2)对简单的WDM系统作波长分离(3)对DWDM系统增加管理信道54第五十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日1XN耦合器55第五十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日Tap耦合器从主干线传输光信号功率中分出一小部分光功率供监控等应用；典型分光比:99:1或1%tap耦合器。56第五十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日星型耦合器57第五十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日性能参数5.回波损耗：沿输入光路返回的光功率与输入光功率之比58第五十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日制备工艺59第五十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.3光隔离器与环行器

第六十页，共一百四十九页，2022年，8月28日1.光隔离器光隔离器是一种光的非互易传输器件，只允许光波沿着一个方向传输，而光的另一个方向的传输是禁止的。也就是说，光信号沿着指定正方向传输时损耗低，光路被接通；光信号沿着反方向传输时损耗大，光路被阻断。61第六十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日法拉第效应

把磁光介质放到磁场中，使光线平行于磁场方向通过介质时，入射的平面偏振光的振动方向就会发生旋转，转移角度的大小与磁光介质的性质、光程和磁场强度等因素有关。磁光效应的非互易性:光波的偏振方向总是沿与磁场（H）方向构成右手螺旋方向旋转，而与光波的传播方向无关。当光正、反方向两次通过法拉第旋光片时，偏振方向旋转角度将迭加而不抵消。磁光效应的基本材料:钇铁石榴石（YIG：Yttrium-Iron-Garnet）、康宁（Corning）8363号玻璃等62第六十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日偏振相关光隔离器自然偏振光入射功率损耗50％!与起偏方向垂直的偏振光入射损耗100％！.随机偏振光入射带来严重的偏振噪声!63第六十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日偏振无关光隔离器将入射的任意偏振光分解为两束相互正交的线偏振光；分别处理这两束线偏光；再将经过处理的两束线偏振光合束输出。64第六十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日同轴结构光隔离器••••••••••••••••1、3： 偏振分束镜：YVO4双折射晶体（“Walk-off”）2： 非互易的法拉第旋光片与光互易的玻片12365第六十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日应用高速光通信系统中的DFB激光器的光隔离光放大器中的光隔离光纤环行腔中的单向器。66第六十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日2.光环形器

光环形器总是使得光沿着规定的路径进行传输，即从器件的1端口输入，2端口输出；由2端口输入，就由3端口输出，由3端口输入，就由4端口输出，由4端口输入，就由1端口输出。67第六十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日顺序传输对于从1端口向2端口传输的光，由端口1输入的光，被第一双折射镜(blockA)分成偏振方向互相正交的两束光，这两束光经45°法拉第旋光片与互易旋光片后，偏振方向均发生90°的旋转，在第二双折射镜(blockB)处，两光束再次折射并合成，由2端口输出。••••••••••68第六十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日逆序传输由2端口向1端口传输的光，首先由blockB进行分光，两束互相正交的偏振光经45°法拉第旋光片与互易旋光片后，两束光的偏振态维持不变，由blockB输出后，两光束通过反射棱镜和偏振分光镜作合并，最终由3端口输出。••••69第六十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日应用应用光环形器组成光反射镜

应用光环形器构成单纤双向传输

70第七十页，共一百四十九页，2022年，8月28日课堂习题（8）自聚焦透镜与球透镜成象的异同点?常用的自聚焦透镜有哪几种?如图1所示的光纤耦合器,L为1/2耦合长度,计算①input1=100mw,input2=0mw求output1,output2各为多少?②input1=50mw,input2=50mw,且波长相同,求output1为多少?图171第七十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.4光纤光栅

第七十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日衍射光栅73第七十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日光纤光栅~500nm(Bragggrating)~200µm(Long-periodgrating)125µm8µm1mmto1500mmSinglemodefibreCoreCladdingRegionswithhigherrefractiveindexthan

thatofcore’s掺锗光纤紫外吸收折射率周期变化光纤光栅74第七十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日分类布拉格光栅（FiberBraggGrating）:前向传输的模式和后向传输模式的耦合,反射带通滤波光栅，对特定的波长反射并后向传输；长周期光栅（LongPeriodGrating）:导模和包层模耦合,带阻透射滤波，从透射光中滤除某些特定波长光；闪耀光栅(BlazeFBG)：对特定的波长反射并滤除掉。相移光栅(Phase-ShiftFBG)：FP型透射滤波光纤光栅。75第七十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日Anin-fibreBragggratingisconstructedbyvaryingtherefractiveindexofthecorelengthwisealongthefibre.Lightofthespecifiedwavelengthtravelingalongthefibreisreflectedfromthegratingbackinthedirectionfromwhichitcame.Wavelengthswhicharenotselectedarepassedthroughwithlittleornoattenuation.光纤布拉格光栅76第七十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日工作原理

resonantwavelengthsarereflectedbacktowardthesourcenon-resonantwavelengthsaretransmittedthroughthedevicewithoutloss.Thecentrewavelengthisgivenby:

77第七十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日PrincipleofOperationThegratingformsanelectromagneticresonantcircuit.Powerfromtheforwarddirectioniscoupledintotheresonantcircuitandthenreflectedback.Non-resonantwavelengthsarenotaffectedverymuch.78第七十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日结构参数Thegratingperiodisthedistancebetweenmodulationsoftherefractiveindexinthegrating.Thegratinglength.The“modulationdepth”,determinedbytheRIcontrastwithinthegrating.TheRIcontrastprofile.79第七十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日性能参数CentreWavelength

Thisisthewavelengthatthecentreofthegrating'sreflectionband.Bandwidth

Thisisthewidthofthereflectionbandandspecifiestherangeofwavelengthsreflected.ReflectancePeak

Thisisameasureoftheproportionofincidentlightreflectedatthecentrewavelength.80第八十页，共一百四十九页，2022年，8月28日分析理论模式耦合理论前向模式与后向模式之间的耦合薄膜光学理论高低折射率相间的1/4光学厚度膜层结构滤光片。81第八十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日DielectricFabry-PerotFilters

flatpassband；polarizationindependent；lowinsertionloss；goodtemperatutreperformance(<0.001nm/oC)。0/20/200,

1，2，3，…n0,1，3，…n0/40MirrorCavityMirrorStackStack82第八十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日反射谱(a)typicalreflectionspectrumofa1cmlongFBGwithrelativelylowRIcontrast.Theheightofthepeakis100%reflectionandthewidthofthereflectionbandis.2nm;(b)samegratingwithastrongercontrast.Thereflectionbandhasbeenbroadened;(c)samegratingaspart(a)butafterapodisation.Notethereflectionpeakisnownotquite100%.83第八十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日切趾光栅（变迹光栅）ApodisationisaprocessoftaperingthestrengthofthegratingateitherendsothattheapparentRIchangeisgradualratherthanabrupt.Thereflectionbandofanapodisedgratingisshowninpart(c)ofthefigure.84第八十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日多波长光纤光栅youcanwritemanydifferentFBGsintothesamesectionoffibre-oneontopoftheother.Eachgratingwillthenrespondquiteseparatelyandindependentlytolightofitsownresonantwavelength.85第八十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日啁啾光栅A“chirp”iswhereyougetavariationintheperiodofthegrating(andhenceavariationinitsresponsetodifferentwavelengths)alongthelengthofthegrating:varytheperiodofthegratingorvarytheaverageRIofthegrating.86第八十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日啁啾切趾光栅

agood100%reflectionoverthewholereflectedband.87第八十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日CausedbyexpansionandcontractionofthefibrewithtemperatureandconsequentchangeinthespacingoftheRIvariationsinthecore;oravariationintheRIofthefibreitselfwithtemperature.Theunpackagedgrating:atotalvariationofabout1nmoveratemperaturerangeof80°C!TemperatureStabilityofIn-FibreBraggGratings88第八十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日FBGPackagingforPassiveThermalCompensation89第八十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日闪耀光栅Ablazedgratingisconstructedwhenthegratingiswrittenatanobliqueangletothecentreaxisofthecore.Theselectedwavelengthisreflectedoutofthefibre.Anotherusageistoequalisepoweracrossarangeofwavelengthsforexampleto“flatten”theresponseofanEDFA.90第九十页，共一百四十九页，2022年，8月28日长周期光栅MostFBGsareconstructedasfirstordergratings.Thatisthegratingperiodisthesameasthecentrewavelengthofthereflectionband.Along-periodgratingisonewherethegratingperiodismanyhundredsorthousandsoftimestheresonantwavelength.91第九十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日PrincipleInLPGitcouplesforwardguideingmodeintoacladdingmode.Thusafterawhilethecoupledlightleavesthesystemandislost.Along-periodgratingthengivesmuchthesameeffectasablazedgrating-resonantwavelengthsareremovedfromthesystem.92第九十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日Phase-ShiftedFBGsA“transmissionfringe”iscreatedinthecentreofthereflectionbandwherelightistransmittedthroughthefilterratherthanbeingreflected.93第九十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日WritingtheGrating

光纤光栅的制作(1)增敏掺锗(Ge),氢载(2)写光栅(准分子激光器244nm)干涉法,衍射法94第九十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日(1)Makethefibrecoremoresensitivetoincreasethelevelofgermaniumdopant.thistoofarbeforemechanicaleffectsinthefibrestopyou.Co-dopingwithboronand/oraluminiumhelpsmakethecoremorephotosensitive.“Loading”thefibrewithhydrogen95第九十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日(2)WritingtheGrating

ThegratingiswrittenbyexposingthefibretoUVlight.UVlight(244nm)isabletomakepermanentmodificationsintherefractiveindexofthecore.Thechangeintherefractiveindexisverysmallindeed.Anindexchangeof.0001issufficienttomakeaneffectivegrating.96第九十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日InterferencePatternTechnique97第九十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日PhaseMaskTechnique98第九十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日SummaryforFBGsConsistsofaperiodicstackofregionsofhighandlowrefractiveindexalonganopticalfiber.Madebyexposingthefibertoaninterferencepatternofultraviolet(UV)light.Narrowband,almostsquarewavelengthresponse.Lowtemperaturesensitivitywithathermalpackaging(aslowas0.4pm/oc

,Forunpackagedgratingitisabout0.01nm/oc)NeedtousefiberMach-Zehnderconfigurationorcirculatortoconstructademultiplexer99第九十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日ApplicationsofFBGs

WavelengthStableLasersDispersionCompensationWavelengthSelectioninWDMSystems100第一百页，共一百四十九页，2022年，8月28日UsinginDispersionCompensationChirped

Bragggrating••

•

llonglshort101第一百零一页，共一百四十九页，2022年，8月28日UsinginOADM

IdenticalFBGsatl4l1

,l2

,l3

,l4

,l5l4

DDl4AAReportedCharacteristicsChannelpassband:0.1-0.5nmChannelspacing:0.7-1.6nmChannelisolation:20-30dBInsertionloss<0.5dBReturnloss>15dBl1

,l2

,l3

,l4

,l5102第一百零二页，共一百四十九页，2022年，8月28日In-FibreBraggGratingFilters103第一百零三页，共一百四十九页，2022年，8月28日UsinginOADM104第一百零四页，共一百四十九页，2022年，8月28日Fibergratingsensors是应变是温度变化量105第一百零五页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.5光纤放大器与光纤激光器

第一百零六页，共一百四十九页，2022年，8月28日§6.5-1掺铒光纤放大器

107第一百零七页，共一百四十九页，2022年，8月28日光-电-光中继放大108第一百零八页，共一百四十九页，2022年，8月28日全光放大光放大器是一种勿需光电转换即可对光信号进行直接放大的器件109第一百零九页，共一百四十九页，2022年，8月28日HowtomakeanOAAmplifierscanbebuiltinsemiconductor:SemiconductorOpticalAmplifiers(SOAs).Almostanysemiconductorlasercanbemadeintoanamplifierwithafewmodifications-

Amplifierscanbebuiltinfibres:FibreAmplifiersEDFA:ErbiumDopedFibreAmplifiers(1530nm～1610nm)PDFA:PraseodymiumDopedFibreAmplifiers(1260～1360)TDFA：ThuliumDopedFibreAmplifiers(1450～1490nm)SRFA:StimulatedRamanFibreAmplifiersPFA:PlasticFibreAmplifier110第一百一十页，共一百四十九页，2022年，8月28日111第一百一十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日1550EDFA增益窗口30nm~60nm光放大器增益光纤衰减除去OH峰外>300nm低损耗窗口波长nm8501310PDFASOASRADevelopmentofOAEDFA增益窗口30nm~60nmPDFASOASRA112第一百一十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日工作原理泵浦光实现掺铒光纤的粒子数反转，外界的信号光对反转粒子数形成受激辐射，从而实现信号光的放大

113第一百一十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日有源光纤由掺有稀土杂质的增益介质所制成的光纤称为有源光纤。稀土元素(也称镧系元素),包括元素周期表中倒数第二行中从镧(La.原子序数为57)到镥(Lu.原子序数为71)的15个元素。目前较成熟的有源光纤中掺入的稀土离子有：铒(Er+3,发射中心波长为1.53μm)钕(Nd+3,发射中心波长为0.92μm、1.06μm、1.4μm)镨(Pr+3,发射中心波长为1.3μm)。114第一百一十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日能级图980nm波长泵浦：铒离子相当于三能级系统，粒子数完全反转，噪声特性好，但量子效率不高；1480nm波长泵浦：铒离子相当于二能级系统粒子数反转不彻底，尽管量子效率较高，但噪声特性变差115第一百一十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日EDFAs116第一百一十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日典型泵浦结构117第一百一十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日重要计算公式速率方程放大器增益噪声指数：当泵浦充分，且时，噪声系数达到极限3dB118第一百一十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日TechnicalCharacteristics

ofEDFAsEfficientpumpingMinimalpolarisationsensitivityLowinsertionlossHighoutputpower(thisisnotgainbutrawamountofpossibleoutputpower)LownoiseVeryhighsensitivityLowdistortionandminimalinterchannelcrosstalk119第一百一十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日DefinitionsGain(amplifier):theratioindecibelsofinputpowertooutputpower.GainCoefficient:thesmallsignalgaindividedbythepumppower.Bandwidth:therangeofwavelengthsoverwhichtheamplifierwilloperate.120第一百二十页，共一百四十九页，2022年，8月28日DefinitionsGainSaturation:thepointwhereanincreaseininputpowerceasestoresultinanincreaseinoutputpower.PolarisationSensitivity:thedifferenceingainofaninputsignalinonepolarisationtothegainintheorthogonalpolarisation.(typical.01~.1dB).NoiseFigure:theratiooftheSNRattheinputtotheSNRattheoutput(indecibels).121第一百二十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日GainSaturation122第一百二十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日高性能（低噪声）掺铒光纤放大器

利用980nm和1480nm两不同泵浦波长的掺铒光纤放大器级联,在高增益下实现近量子噪声极限123第一百二十三页，共一百四十九页，2022年，8月28日GainCharacteristicsofEDFAs124第一百二十四页，共一百四十九页，2022年，8月28日ResponseofCascadedEDFAs125第一百二十五页，共一百四十九页，2022年，8月28日FlatteningtheGainCurveOperatingthedeviceat77oK.Introducingotherdopantmaterials(suchasaluminiumorytterbium)alongwiththeerbiumintothefibrecore.Amplifierlengthisanotherfactorinfluencingtheflatnessofthegaincurve.Controllingthepumppower(throughafeedbackloop)isroutinetoreduceASE.

126第一百二十六页，共一百四十九页，2022年，8月28日FlatteningtheGainCurveAddinganextraWDMchannellocallyattheamplifier.Thisiscalled“gainclamping”.Manipulatingtheshapeofthefibrewaveguidewithintheamplifier.Fibreswithdualcoreshaverecentlybeenshowntoproducemuchsuperiorgainflatnesscharacteristics.127第一百二十七页，共一百四十九页，2022年，8月28日FlatteningtheGainCurveUsing“blazed”fibreBragggratingsasfilterstoreducethepeaksintheresponsecurve.Inotherwords,reducetheresponseatallwavelengthstothatoftheworstwavelength.Thisapproachhasbeenreportedtoworkwellinfieldtrials.Usingchannelpreemphasisonthesignalsastheyaretransmitted.Thatis,transmitdifferentWDMchannelsatdifferentpowerlevelstocompensateforlateramplifiergaincharacteristics.128第一百二十八页，共一百四十九页，2022年，8月28日LPG

for

FlatteningtheGain

129第一百二十九页，共一百四十九页，2022年，8月28日增益钳制EDFA泵浦源功率控制饱和光控制技术光功率检测控制输入光功率检测输出光功率检测PinPout泵浦激光器EDFCouplerFilterCoupler130第一百三十页，共一百四十九页，2022年，8月28日增益的自动控制131第一百三十一页，共一百四十九页，2022年，8月28日CladdingPumpsOutputpowersofupto10watts!132第一百三十二页，共一百四十九页，2022年，8月28日MultiStageEDFAs