ドープされたファイバーアンプ(典型的な代表:EDFA)エルビウムドープファイバーアンプ(EDFA)は、最も広く使用されている光ファイバーアンプで、主にエルビウムドープファイバー(EDF)、ポンプ光源、光カプラー、光アイソレーター、光フィルターおよびその他のコンポーネント。その中でも、3価のエルビウムイオンの形の微量不純物が光ファイバーのシリカコアに挿入されて、その光学特性を変更し、信号増幅を可能にします。
動作原理EDFAの動作原理は、ほとんどの場合980 nm前後、時には1450 nm前後の波長を持つポンプ光源を使用して、エルビウムイオン(Er3 +)を4I13 / 2状態(980-の場合)に励起します。 4I11 / 2を介したnmポンピング)、誘導放出を介して1.5μm波長領域の光を増幅し、基底状態のマニホールド4I15 / 2に戻すことができます。
EDFAの長所と短所利点•EDFAは高いポンプ出力使用率(> 50%)を持っています。•1550nm領域の広い波長帯域(> 80nm)を直接かつ同時に増幅し、比較的平坦なゲインを備えます。光学フィルター•50 dBを超えるゲイン•長距離アプリケーションに適した低雑音指数短所•EDFAのサイズが小さくない•他の半導体デバイスと統合できない
ファイバーラマン増幅器(FRA)ファイバーラマン増幅器(FRA)も比較的成熟した光増幅器です。FRAでは、誘導ラマン散乱(SRS)により光信号が増幅されます。一般に、FRAはLRAと呼ばれる集中型とDRAと呼ばれる分散型に分けられます。前者のファイバーゲインメディアは、通常10 km以内です。さらに、それはより高いポンプパワーを必要とし、一般に数ワットから数十ワットで、40 dBまたはそれ以上のゲインを生み出すことができます。主にEDFAが満足できない光信号帯域を増幅するために使用されます。DRAのファイバーゲインメディアは、通常、LRAよりも長く、一般に数十キロメートルの間、ポンプソースの電力は数百メガワットまで低下します。主にDWDM通信システムで使用され、EDFAを補助してシステムのパフォーマンスを改善し、非線形効果を抑制します。
動作原理FRAの原理は、誘導ラマン散乱(SRS)効果に基づいています。利得媒体は非ドープ光ファイバです。パワーは、ラマン効果として知られる非線形光学プロセスによって光信号に転送されます。入射光子は電子を仮想状態に励起し、電子がガラス分子の振動状態に脱励起するときに誘導放出が発生します。フォノンの固有エネルギーに対応するストークスシフトは、すべての光ファイバーで約13.2 THzです。
FRAの長所と短所•可変波長増幅が可能•取り付けられたSMファイバーと互換性がある•EDFAを拡張するために使用できる•スパン全体の平均電力が低くなり、クロストークが少なくなる•非常に広帯域で動作する可能性がある短所•高ポンプ出力要件、高ポンプ出力レーザーがついに登場したばかり•洗練されたゲイン制御が必要•ノイズも問題