![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ВКР-усилителей
ВКР-усилители перспективны в силу следу- ющих принципиальных преимуществ: • ВКР-усиление существует в волокнах лю- бого типа, поэтому активной средой усили- теля может быть волокно для передачи оп- тического сигнала либо используемое в компенсаторах дисперсии; • усиление не привязано к резонансным спектрам примесей и может быть получено практически на любой длине волны в облас- ти прозрачности (для кварца диапазон прозрачности прос- тирается примерно от 0, 3 до 2 мкм) при наличии источни- ка в нужном спектральном диапазоне; • спектр усиления зависит от спектра накачки, поэтому подбор формы спектра по- лихроматичной накачки позволяет формировать очень широкую (более 100 нм) полосу усиления с низкой неравномерностью контура усиления; • низкий уровень шумов и распределенность усиления при встречной накачке, когда излучение накачки распрост- раняется навстречу сигналу. Однако ряд недостатков ВКР-усилителей на первом этапе препятствовал их практическому применению. Самый существенный не- достаток – относительно низкая эффек- тивность накачки по сравнению с эрбие- выми усилителями (EDFA) для сигналов малой мощности. Второй недостаток сос- тоит в том, что для ВКР-усиления требу- ются длинные отрезки волокна. Но этот недостаток может стать преимуществом, если ВКР-усилитель совмещен с переда- ющим телекоммуникационным волокном или с волоконным компенсатором дис- персии. Третий недостаток ВКР-усилите- лей связан с их быстрым временным отк- ликом, приводящим к трансформации шумов накачки в шумы усиливаемого сигнала. Четвертый недостаток – нали- чие избыточных шумов, связанных с двойным рэлеевским рассеянием (DRS). И последний недостаток связан с наличи- ем нелинейных искажений в ВКР-усили- теле при усилении сигналов множества каналов WDM. Основной недостаток ВКР-усилителей – относительно невысокая эффективность усиления – приводит к необходимости ис- пользовать довольно мощную непрерыв- ную накачку (~1 Вт), чтобы получать уси- ление около 30 дБ (типичная величина для систем оптической связи). Поэтому особенно сильным препятствием к внед- рению ВКР-усилителей на первом этапе стало отсутствие достаточно мощных по- лупроводниковых источников накачки. Позднее их практическое использование стало возможным благодаря следующим техническим достижениям: • разработка мощных малошумящих полуп- роводниковых лазеров накачки, а также вы- сокоэффективных волоконных ВКР-лазе- ров, генерирующих практически на любой длине волны в диапазоне 1, 2–1, 5 мкм; • создание волокон с высоким значением ВКР-усиления благодаря большому содер- жанию германия; • создание доступных волоконных компо- нентов (брэгговские решетки, волоконные разветвители/соединители, спектральные мультиплексоры и др.); • широкое внедрение многоканальных сис- тем связи со спектральным уплотнением (систем WDM). Особенно перспективно использовние ВКР-усилителей в системах дальней свя- зи с плотным спектральным мультиплек- сированием (DWDM). Такие усилители особенно хороши тем, что позволяют по- лучить широкополосное усиление практи- чески в любом спектральном диапазоне (см. рис. 1). Они могут использоваться либо как предусилители в комбинации с эрбиевыми усилителями, либо самостоя- тельно. В то же время, поскольку с увели- чением числа спектральных каналов в системах WDM растет суммарная мощ- ность передаваемых сигналов, в систе- мах с большим числом каналов эффек- тивность ВКР-усилителей может оказать- ся не только не меньше, но даже больше, чем у традиционно используемых эрбие- вых усилителей. Так, при суммарной мощности усиливаемого сигнала 20 мВт и коэффициенте усиления 25 дБ эффектив- ность использования мощности накачки ВКР-усилителем становится больше, чем у эрбиевого усилителя [9].
|