Усиленное спонтанное излучение.

Оптические усилители добавляют шум к усиливаемому оптическому сигналу. Этот шум обусловлен усиленным спонтанным излучением инверсно-заселённых уровней атомов примеси. Он возникает под действием случайных возмущающих факторов различной физической природы, вызывающих спонтанное излучение, например нагрева усилителя (тепловые фотоны), а также за счет наличия рассеянных фотонов.

Рисунок 3.55 - Мощность выходного сигнала и шума в EDFA

4) Шум-фактор NF (noise figure) характеризует ухудшение отношения сигнал/шум после прохождения сигнала через ОУ и определяется как отношение сигнал-шум на входе усилителя к отношению сигнал-шум на выходе усилителя:

(3.10)

Часто при описании оптических усилителей значение шум-фактора указывается в дБ: . Минимальный шум-фактор равен 1 (0 дБ). Чем ближе к 1 значение шум-фактора, тем меньше дополнительный шум вносит усилитель.

Ниже приводятся основные параметры коммерчески доступных эрбиевых волоконных усилителей:

- коэффициент линейного усиления (малосигнального) – 30-40 дБ;

- мощность насыщения - до 0,5 Вт;

- спектральная полоса усиления – 30-40 нм;

- диапазон рабочих (усиливаемых) длин волн - (1530-1570) нм;

- требуется мощной источник оптической накачки (50-100) мВт.

Недостатком эрбиевых усилителей является невозможность интегрального исполнения и необходимость применения легированных волокон большой длины.

Нелинейные оптические усилители

В оптических системах, использующих волоконно-оптический кабель, для усиления сигналов можно использовать нелинейные явления в оптическом волокне, такие, как ВКР (вынужденное комбинационное рассеяние) или эффект Рамана и ВРМБ (вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна).

Усилители, использующие вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна

Стимулированное бриллюэновское рассеяние наблюдается при мощностях накачки 10 мВт – это нелинейный эффект, возникающий в кремниевом волокне, когда энергия оптической волны на частоте, скажем f1, переходит в энергию новой волны на смещённой частоте f2. Если мощная накачка производится на частоте f1, стимулированное бриллюэновское рассеяние способно усиливать слабый входной сигнал на частоте f2.

В таких усилителях усиление имеет место только тогда, когда сигнал распространяется в направлении противоположном лучу накачки.

Поиск по сайту: