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高速數(shù)字光纖放大器摻鐠光纖的關(guān)鍵技術(shù)
高速數(shù)字光纖放大器摻鐠光纖的關(guān)鍵技術(shù)
高速數(shù)字光纖放大器BFX系列實(shí)現(xiàn)PDFA的主要困難是受激輻射躍遷中能級(jí)1G4-3F5的量子效率很低，因而如果要實(shí)現(xiàn)較高的增益，則需要很高的泵浦功率。實(shí)現(xiàn)能工程化應(yīng)用的PDFA的技術(shù)關(guān)鍵有四個(gè)：優(yōu)化的摻鐠光纖、摻鐠光纖與普通光纖的連接技術(shù)、高功率高可靠性的小型化的泵浦源、優(yōu)化的PDFA的結(jié)構(gòu)。
1．摻鐠光纖的優(yōu)化
摻鐠光纖的優(yōu)化主要是減少激發(fā)態(tài)的Pr3+由1G4-3F4的多聲子遲豫躍遷，以提高量子效率。
2．摻鐠光纖與普通光纖的連接技術(shù)
由于摻鐠光纖的數(shù)值孔徑很大，芯徑較細(xì)；而普通的光耦合器與光隔離器用的單模光纖的數(shù)值孔徑很小，芯徑較粗，而且兩種光纖的成分不同，因而其直接熔接時(shí)損耗很大。而采用特殊的連接技術(shù)和熔接技術(shù)，可以將PDF與普通光纖的連接損耗降低到0.3dB左右。
3．高功率、高可靠性的泵浦源
能進(jìn)行工程化應(yīng)用的摻鐠光纖放大器的關(guān)鍵的技術(shù)之一就是高功率、高可靠性、緊湊型的泵浦源。相應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，峰值泵浦波長(zhǎng)在1017nm附近，但整個(gè)-3dB增益的泵浦帶寬很寬，達(dá)到從988nm到1033nm整個(gè)45nm的泵浦范圍。
由于泵浦波長(zhǎng)范圍很寬，意味著工作在*波長(zhǎng)附近的1017nm普通半導(dǎo)體激光器、MOPA半導(dǎo)體激光器、1047nm的Nd：YLF固體激光器、1029nm的Yb：YAG固體激光器、和1010nm至1030nm的摻釔光纖激光器都可以用于PDFA的泵源。
4．PDFA光路結(jié)構(gòu)
在相同的其它條件下，PDFA的光路結(jié)構(gòu)對(duì)其性能有很大的影響。如采用雙向泵浦可以將增益系數(shù)從前向泵浦的0.21dB/mW提高到0.24dB/mW。因而對(duì)光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，則可以獲得更好的性能。