光放大器原理及其发展

光通信系统的工作性能,除与光源有关外,还与其传输媒质有关。随着光纤技术的发展,通过追求光通信领域的远距离传输,诞生了光放大器,光放大器可以做到直接放大光信号,在通信领域有很大的应用价值。总结了光放大器的基本原理及其发展。首先介绍了光放大器的概念、分类和原理。然后分别对三类光放大器的关键技术进行了介绍,包括工作原理与性能方面,然后对各类光放大器的国内外现状进行了分析。最后,对光放大器未来的发展进行了展望。

基于半导体光放大器的明暗激光脉冲研究

为了解决激光明脉冲在光通信和光纤传感等领域的应用瓶颈,设计了一种基于半导体光放大器(SOA)的锁模光纤环形激光器,该激光器由SOA、偏振控制器、滤波器和起偏器等构成。分析了横电/横磁(TE/TM)模式光场经历SOA时的增益比值和相位差的变化机理,研究了环腔内总色散管理与SOA动态增益的关系,获得了稳定输出的明脉冲和暗脉冲,以及2种类型脉冲的动态演变过程。实验结果表明:当SOA的工作电流为242 mA时,成功获得脉冲重复频率均为14.83 MHz、脉宽为1.1ns的明脉冲和脉宽为0.95ns的暗脉冲,并验证了在相同工作电流时,暗脉冲的强度显著大于明脉冲的强度。

基于增益腔的腔磁力混合系统中的光放大和快慢光传播

为了在腔磁力系统中实现可控的磁子诱导透明、磁力诱导透明、光放大以及快慢光传播,建立了一个腔磁力混合系统模型.该模型由含有1个钇铁石榴石(YIG)球的增益腔组成.该模型利用强驱动来驱动YIG球,利用弱探测场探测微波腔.研究表明,通过选取最优增益和调节腔-磁耦合强度、磁-力耦合强度可以实现可控的磁子诱导透明、磁力诱导透明、光放大以及快慢光传播.该研究结果可为量子信息操纵、量子信息存储和灵敏光开关的研究提供参考.

分组增强型OTN系统中光放大器故障恢复方法

分组增强型光传输网络(Optical Transport Network,OTN)系统在光通信中的使用越来越广泛。光放大器是分组增强型OTN的重要部件。一旦光放大器出现故障,在故障机盘到位前通常无法实现系统恢复,对承载业务影响很大。本文通过模拟分组增强型OTN系统中光放大器板卡故障,提出了一种新的思路,即使用增益值和额定光功率类似的同厂家和异厂家光放大器进行替代,探索同厂家和异厂家不同光放大器间的替代可行性,并进行了初步实体网络测试,测试结果表明该方法有效压缩了故障影响时间,为分组增强型OTN系统光放大器故障提供了一种新型解决方案。

基于腔衰荡光谱技术的半导体光放大器增益测量

提出并验证一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的半导体光放大器(SOA)增益测量方法.实验系统包括经RF信号调制的DFB激光器、半导体光放大器、环形器、光纤布拉格光栅、耦合器、温度控制器、光电探测器及示波器.导出了半导体光放大器增益与腔衰荡时间之间的函数关系式.结果表明,腔衰荡时间是半导体光放大器增益的函数,增益是波长的函数,给出了一种测量SOA增益的新方法及技术可行性.

基于半导体光放大器的基本RS触发器

在半导体光放大器(SOA)非线性效应的理论基础上,仿真实现了一种新型全光RS触发器.设计基于SOA和光滤波器,实现了两路NRZ码信号的与(AND)、与非(NAND)逻辑运算,在全光与非门的基础上,构造实现全光学基本RS触发器,并通过软件仿真方式验证了其功能.

半导体光放大器增益饱和特性的研究

在理论上研究了行波半导体光放大器的增益饱和特性，并从半导体的单模速率方程出发，应用半导体光放大器的传输波动方程，推导了放大器的增益特性表达式。从中得出：当光放大器的输出功率为饱和输出功率时，信号增益相对于不饱和增益降低４．３４ｄＢ。

半导体光放大器相位补偿特性的研究

本文详细分析了饱和工作状态下的行波半导体光放大器（ＴＷ－ＳＯＡ）的啁啾特性，从理论上证实了利用其增益饱和所引起的自相位调制来对光源啁啾进行相位补偿的可行性，并且发现，对于不同脉宽的入射脉冲，光放大器均能发挥相位补偿的作用，这一特性可用来补偿光源啁啾．

基于半导体光放大器的激光器研究进展

光放大器作为光纤通信中必不可少的器件,促进了波分复用技术的发展,解决了光纤通信的无电再生中继问题。半导体光放大器(SOA)具有宽功率谱、可调谐波长、便于集成等光学特性,在激光器中有广泛的应用。文章介绍了半导体光放大器的激光器的研究进展,并列出了其不同的性能参数,提出了今后在科学创新和技术突破方面的研究重点。

光通信技术讲座——(八)光放大器

介绍掺铒光纤放大器(EDFA)和半导体光放大器(SOA)的工作原理、特性和应用。

前置光放大器实验研究

报道了在１４０Ｍｂ／Ｓ光通信端机上采用国产１．３μｍ低噪声半导体光放大器作为前置光放大器的研究结果。理论分析和实验表明，必须采用窄带光学滤波器滤除光放大器自发辐射引起的各种噪声。当光学滤波器为最佳带宽４ｎｍ，光放大器为最佳电流６５ｍＡ时（此时增益为１４ｄＢ），系统接收灵敏度改善５ｄＢ。前置光放大器噪声指数大约为３ｄＢ。

1．4μm～1．7μm宽带光放大材料研究

宽带光放大是指在整个硅基光纤最低损耗带1.4μm^1.7μm能够获得有效信号净增益的光放大。研究高效的宽带光放大材料可以大大满足人们提高通信容量和实现光集成的要求。材料体系的研究主要集中在稀土掺杂氧化物薄膜、玻璃材料和有机聚合物材料上。着重从宽带的获得、发光性能的改善和发光机理的探索3个方面介绍了稀土掺杂玻璃和薄膜材料的研究进展。结合已经取得的结果和积累的经验,探讨了提高发光效率的方法,指出纳米结构设计的共掺材料体系可以获得有效的宽带发光。最后展望了本领域的发展前景。

光放大器技术的比较

光放大器技术是新一代光纤通信系统中一项必不可少的关键技术。介绍了光放大器技术的基本原理 ,并对现有主要几种光放大器技术在工作原理、性能。

线性光放大器的宽带自发辐射噪声分析

建立含有垂直光场(VCL)的线性光放大器(LOAs)稳态仿真模型,考虑了宽带噪声特性、端面反射和纵向空间烧孔效应。计算了在不同输入信号功率和垂直腔分布布喇格反射器(DBR)反射率下总的输出ASE噪声功率、噪声系数(NF)、前向和后向传输的ASE噪声光子速率和噪声谱分布的变化。结果表明,与传统光放大器(SOAs)相比,在增益非饱和区,LOA有很好的噪声钳制作用,ASE噪声几乎不随信号功率的改变而变化。在增益饱和区,破坏了VCL的钳制作用,NF有所上升,但上升的速率小于SOA。提高DBR反射率,总的输出ASE噪声功率减小,但NF有所增大。

140Mbit／s半导体激光放大传输实验

报导了利用行波半导体激光放大器进行的１４０Ｍｂｉｔ／ｓ传输实验，对光放大器增备电流、增益。输入功率以及输出－输入功率特性进行了测试，并分析了光滤波器对传输性能的影响。实验结果表明，行波半导体激光放大器对于１４０Ｍｂｉｔ／ｓ数字信号具有较好的线性增益，可使传输距离延长４０～５０Ｋｍ，且传输信号码形没有畸变。另一方面，放大器偏振态控制及光学滤波器的性能对于传输特性有重要影响。

线性光放大器

文章介绍了一种新型放大器--线性光放大器的产生的背景,工作原理,并通过与当前几种热门光放大器做比较,进一步说明它在下一代网络中的优势.

DWDM密集波分复用系统光放大器种类及应用探析

介绍了波分复用系统的关键器件—光放大器的基本结构、特点及工作原理；通过对半导体光放大器(SOA),掺铒光纤放大器(EPFA),拉曼放大器(FRA)在超长距离密集波分复用(DWDM)传输系统应用中的性能进行多方面的分析与对比,说明三种光放大器不同应用的原因。最后分析了光纤放大器的主要应用市场和发展方向。

垂直腔半导体光放大器双稳及逻辑特性的理论研究

基于垂直腔半导体光放大器 (VCSOA)双稳模型 ,从数值上分析了VCSOA的双稳条件、双稳控制以及双稳环简并下的AND逻辑实现 .结果表明 ,在阈值附近 (大于阈值的 93% )和初始相位失谐量为负的情况下 ,输出光功率出现双稳态 .偏置电流为阈值的 98%时 ,输入光功率在 5 5 μW和 2 2 μW处发生上下跳变的结果与实验报道结果吻合得较好 .同时 ,从理论上给出了偏置电流、相位失谐量、线宽展宽因子、顶端面反射率等控制参数对VCSOA开关功率、跳变点、双稳环宽和环宽简并以及对比度的影响规律 .

基于半导体光放大器的可调谐多波长光纤激光器

报道了一种新型环形腔可调谐多波长光纤激光器,腔内以半导体光放大器为增益介质,利用高双折射光纤构成的高双折射环形镜的滤波特性,在室温下,获得了基本符合ITU-T标准100GHz的17个波长以上的稳定多波长输出.各信道峰值功率差小于6dB,线宽小于0.102nm,信噪比大于25dB·通过调节高双折射环形镜内的偏振控制器状态实现了这一组波长整体在50GHz范围内连续可调谐·并利用实验方法,对该光纤激光器应用于掺铒光纤放大器对多信道放大性能测试的可行性进行了初步探讨·

利用半导体光放大器进行光脉冲消基座的理论研究

提出了一种利用半导体光放大器 (SOA)联合可调谐光滤波器进行高阶孤子压缩消基座的新方法 .进行了详尽的理论分析和优化 .数值计算表明 ,在一定条件下 ,这种方法能够在不展宽脉冲的前提下 ,对基座进行有效地抑制 .