级联掺铒光纤放大器噪声特性研究

1引言r r t掺铒光纤发大器EDFA具有高增益高输出功率、低噪声、宽带宽对偏振不敏感等多项优点，越来越广泛地应用于数字通信.光纤有线电视系统和密集波分系统中，其应用也比较灵活可以作为前置放大器对接收信号进行预放大也可以作为线路放大器用来补偿链路损耗还可以用作为功率放大器在发射机后提高光功率，在光纤CAT系统中为降低成本扩展链路长度，使更多的用户共用一个前端和发射机常常将EDFA进行级联而且级联数目在四级或更多，在DWMD密集波分复用系统中也经常捍EDFA进行级联使用以克服级间损耗r r t r r t在多个掺铒光纤放大器（EDFA）级联对信号进行放大过程中不可避免地带来了噪声噪声在随后的放大器中和信号一起被次放大噪声也会随级联级数的增多而逐步积累.因此，为了保证通信质量即好的光信噪比以及合理配萱光放大器十分有必要对级联EDFA中的噪声积累进行研究，论文对单级EDFA两段级联EDFA和多级级联EDFA的噪声系数进行全面分析2单级EDFA的噪声分析r r t r r tEDFA的放大原理是铒高子的受激辐射，由图1可知，铒离子在泵浦源的作用下，能由能级1跃迁到能级2或能级3处于能。r r t r r t3两段级联EDFA的噪声分析r r t对于单级EDFA其增益是随泵浦功率的增大而增大的而噪声系数在泵浦功率为某一值时达到最小然后又随泵浦功率的加而增加，若采用中间带隔离器的两級EDFA结构如图5所示）可以在泵浦功率增大时同时获得较高的增益和较小的噪声系数这是因为在EDFA的掺铒光纤中插入一个光隔高器，构成两段级联EDFA后光隔瘸器有效地抑制了第二段掺铒光纤的反ASE使其不能进入第一段掺钮光纤，减少了泵浦功率在反向ASE上的消耗使泵浦光子更有效地转换成倡号光能量从而可以明显改善EDFA的增益NF和输出功率等特性r r t r r t对于隔器的最佳位匱，可以根据Gles模型，并通过数值计算确定，在小信号输入时，两段级联EDFA的最佳EDF长度比单