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光網絡中光纖技術性能應用現(xiàn)狀分析(2)

用放大光纖制成的光纖放大器(如EDFA)是當今傳輸系統(tǒng)中應用最廣的關鍵器件。EDF的放大帶寬已從C波段(15301560nm)擴大到了L波段(15701610),放大帶寬達80nm。最新研究成果表明EDF也可在S波段(14601530)進行光放大,且已制造出感應喇曼光纖放大器,在S波段上進行放大。

    對于L波段(15301560nm)放大光纖,在高輸出領域已研發(fā)出了雙包層光纖。其中第一包層多模傳輸泵浦光,在纖芯單模包層傳輸信號光并摻雜釘(Yb)作感光劑,以增大吸收系數(shù)。

    在解決光纖的非線性方面,采用共參雜Yb或La(鑭)等稀土元素制作出EYDF光纖。這種光纖幾乎無FWM發(fā)生。這是因為Yb離子與Er離子集結后增大了Er離子間的距離,解決了由于Ev離子過度集中集結而引起的濃度消光,同時也增加了Er離子摻雜量,提高了增益系數(shù),從而降低了非線性。

    對于L波段(15701610nm)放大光纖,已報導日本住友電工研發(fā)的采用C波段EDF需要長度的1/3短尺寸EDF而擴大到L波段的EDF。制作成功適合40Gb/s高速率傳輸,總色散為零的L波段三級結構光纖放大器。該放大器第一段為具有負色散的常規(guī)EDF,而第二、三段波長色散值為正值的短尺寸EDF。

    對于S波段(14601530nm)放大光纖,日本NEC公司采用雙波長泵浦GS-TDFA進行了10.92Tb/s的長距離傳輸試驗,利用1440nm和1560nm雙波長激光器(LD)實現(xiàn)了29%的轉換率;NTT采用單波和1440nm雙通道泵浦激光器實現(xiàn)了42%的轉換率(摻銩濃度為6000ppm);Alcabbb公司采用1240和1400nm多波喇曼激光器實現(xiàn)了48%轉換率,同時利用800nm鈦蘭寶石激光器和1400nm多級喇曼激光器雙波長泵浦實現(xiàn)了50%的轉換率,最新報導日本旭硝公司又提出了以鉍(Bi)族氧化物玻璃為基質材料的S波段泵浦放大方案。簡而言之,需要解決的主要技術課題是如何降低聲子能量成份的摻雜量和提高量子效率問題。

    超連續(xù)波(SC)發(fā)生用光纖

    超連續(xù)波是強光脈沖在透明介質中傳輸時光譜超寬帶現(xiàn)象。做為新一代多載波光源受到業(yè)界廣泛關注。從1970年Alfano和shapiro在大容量玻璃中觀察到的超寬帶光發(fā)生以來,已先后在光纖,半導體材料、水等多種多樣物質中觀察到超寬帶光發(fā)生。

    采用單模光纖的SC光源就是應用上述復數(shù)光源方法進行解決技術課題的一個有效手段。

    1997年,日本NTT公司研發(fā)成功雙包層和4包層折射率分布結構,芯經沿長度方向(縱向)呈現(xiàn)錐形分布,具有凸型色散特性的光纖。2000年又研發(fā)成功采用SC光的保偏光纖(PM-SC光纖)。

    高非線性SC光纖大都采用光子晶體纖維和錐形組徑纖芯纖維的高封閉結構,光子晶體纖維制造技術已取得了新的突破,今后的研究方向是低成本SC光纖制造技術及如何在下一代網絡中具體應用。

    光器件用光纖

    隨著大量光通信網的建設和擴容,有源和無源器件的用量不斷增大。

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