光放大器应用迅速发展 EDFA成为主流品种

【讯石光通讯咨询网】近年来，随着信息和通信技术的飞速发展，光纤放大器的研究和发展又进一步扩大了增益带宽，将光纤通信系统推向了高速率、大容量、长距离方向发展。由于光纤放大器的独特性能，在DWDM传输系统、光纤CATV和光纤接入网中有着广泛的应用。目前，实用化的光放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）、拉曼光纤放大器（RFA）和半导体光放大器（SOA）等。其中EDFA技术已非常成熟，成为现阶段光放大器的主流。

掺铒光纤放大器（EDFA）

       掺铒光纤放大器（EDFA）是目前应用最为广泛的光纤放大器，主要由掺铒光纤（EDF）、泵浦光源、光耦合器、光隔离器、光滤波器等组成。掺铒为增益介质，光耦合器的作用是把输入光信号和泵浦光耦合进掺铒光纤，通过掺铒光纤的作用把泵浦光的能量转移到输入光信号中，实现光信号的能量放大；光隔离器的作用是抑制反射光，保证光放大器工作稳定；光滤波器的作用是滤除铒离子由于自发辐射产生的噪声（ASE）。

       EDFA作为光放大器市场的主流品种，在DWDM系统、接入网和有线电视领域得到广泛应用。 EDFA工作在1550nm窗口上，该窗口光纤低损耗窗口(仅0.2dB/km)。已商用的EDFA噪声小，增益曲线好，放大器带宽大，与密集波分复用(DWDM)系统相兼容，同时EDFA泵浦效率高、工作性能稳定、技术成熟，在现代长途DWDM通信系统中备受青睐。

        目前市场上EDFA种类很多，包括单波长数字系统BA/LA，模拟CATV 系统，单波长数字系统PA，C 波段多波道EDFA，L 波段多波道EDFA，动态增益可调EDFA，小型化无制冷EDFA，C＋L＋S 波段宽带光放大器等。高宽带EDFA和小型化EDFA模块近来取得很大进展。

拉曼光纤放大器（FRA）

       拉曼光纤放大器（FRA）也是一种技术较为成熟的光放大器，其工作原理是基于光纤的受激拉曼散射(SRS)效应。光纤中的SRS源于光纤的三阶非线性效应，表现为泵浦光子、Stokes光子与光学支声子之间的相互作用。如果一个信号光与一个强泵浦光波同时在光纤中传输，并且信号光波长位于泵浦光波的拉曼增益谱带宽之内，则此信号光可被该光纤放大。FRA可分为集总式LRA和分布式DRA。

      FRA与EDFA结合的宽带放大器（WEDFA）技术是系统扩展至L波段时最具应用潜力的器件。最新的WEDFA可同时放大C和L波段（80nm 带宽），并可提供平坦的功率增益（40dB）和足够大的输出功率及良好的信噪比。


半导体光放大器(SOA) 

        SOA是未来全光网中十分重要的光器件，也是在城域网中有望成为与光纤放大器相抗衡的器件。高性能SOA的重要特征之一是增益与偏振无关。已获得高达30～35dB的增益，3dB响应谱宽已达50nm。在16个周期的SOA中，对波长1550nm的光增益为27dB。 

       半导体光纤放大器（SOA）的放大原理与半导体激光器类似，其放大特性主要取决于有源层的介质特性和激光腔的特性。

       当前，掺铒光纤放大器与波分复用相结合的传输技术(EDFA＋WDM)已成为高速率、超大容量光通信发展的主流方向，对EDFA的核心器件的研究非常重要。认真研究掺铒光纤中共掺杂元素引入后的特性，利用合适的滤波器拉平EDFA的增益，适量增加掺铒光纤的长度补偿由于滤波器所导致的增益 衰减，优化泵浦功率、泵浦波长等措施，研制出适合于WDM系统的增益平坦、宽带宽、拍频噪声低的新型EDFA；对系统中EDFA的外部动态增益均衡和增益锁定，以解决系统中上、下话路或信道功率的随机涨落引起各光信道功率失调是今后的研究方向和发展趋势。