LT-0300 掺铒光纤放大器 EDFA

如果没有光放大器的发明，光通信的成功就不可能是完美的。人们在减少光纤损耗方面投入了大量的精力。然而，在信号变得微弱而无法检测之前，残余损耗限制了单模光纤的最大距离约为 80 公里。原则上，微弱的光可以通过电子放大器放大并再次馈入光纤，然而，这削弱了光纤极高的带宽，并且需要纯光工作放大器。光放大的概念是每个激光器的一部分，并且光放大是一项成熟的技术。天才的基本概念是将光纤和放大器结合在一起，这已在掺铒光纤放大器 (EDFA) 中实现。EDFA 由掺杂有规定浓度的铒原子的光纤组成。通过耦合器，泵浦源的光被馈送到光纤中，激发铒原子，铒原子现在充当放大器。泵浦波长通常为 980 nm，放大发生在 1.500 nm 左右，与光通信信号的范围相同。由于放大过程的相干性，放大的光子流与输入的光子流无法区分。真是个好主意！该实验设计为开放式框架，每个组件都可以触摸和查看，以增强对 EDFA 概念的理解。它从发射波长 980 nm 的泵浦激光二极管开始。泵浦辐射通过二向色分束器板和可调节显微镜物镜耦合到掺铒光纤 (EDF) 中。EDF 的长度约为 16 米，盘绕在鼓上。光纤末端保留在陶瓷插芯中，以便在需要时轻松清洁和重新抛光。使用发射 1.550 nm 波长的激光二极管作为信号源。它的辐射穿过相同的分束器板并且也发射到EDF中。在 EDFA 的输出端，分别有一个用于检测 980 nm 辐射的 SiPIN 和一个用于检测 1.550 nm 辐射的 InGaAs 检测器。进行了各种测量，例如两个二极管激光器的表征。每个激光器的注入电流可由两个控制器独立设置。在下一个实验中，980 nm 辐射耦合到 EDF 中，并在示波器上检测和监测所产生的荧光。控制器允许二极管激光器进行调制操作，从而显示激发的铒原子的荧光衰减并确定寿命。通过进一步增加泵浦二极管激光器的功率，EDFA 转变为光纤激光器，其动态行为类似于独特的尖峰。最后，1.550 nm 辐射被馈入 EDFA，并根据泵浦功率测量增益。