Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 151 стр.

да повышается стоимость усилителя. На практике концентрация ионов эрбия
составляет 1018 - 10 см””, что обеспечивает длину используемого активного
световода от нескольких единиц до нескольких десятков метров.

7.5. Основные параметры волоконных усилителей
    Для практического использования в системах волоконно-оптической связи
наибольшее значение имеют следующие параметры эрбиевых усилителей:
  • коэффициент усиления;
  • выходная мощность сигнала и энергетическая эффективность накачки;
  • шум-фактор и мощность усиленного спонтанного излучения;
  • спектральная ширина и равномерность полосы усиления.
  Коэффициент усиления G определяется как отношение мощности сигнала
на выходе оптического усилителя к мощности сигнала на его входе с
учетом дополнительных потерь на мультиплексоре и в оптическом изо-
ляторе. В технических спецификациях коэффициент усиления выража-
ют в децибелах g[дБ] = 10 lg G.
    Если мощность входного и выходного сигналов также выражена в лога-
рифмических единицах (дБм), то коэффициент усиления равен разности мощ-
ностей выходного и входного сигналов.
    В лабораторных условиях достигнуто усиление 50 дБ. В серийных эрби-
евых усилителях типичные значения коэффициента усиления слабого сигнала
находятся в районе 30 дБ. Увеличение мощности входного сигнала уменьшает
населенность метастабильного лазерного уровня 2 и, тем самым, снижает ко-
эффициент усиления (рис.2).
    Выходная мощность сигнала и энергетическая эффективность накачки.
Выходная мощность сигнала определяет раесстояние до следующего усили-
теля. Поэтому важными параметрами эрбиевых усилителей, работающих в ка-
честве усилителей мощности, являются выходная мощность и энергетическая
эффективность накачки. Энергетическая эффективность определяется отно-
шением изменения мощности сигнала к мощности накачки.
    Для того чтобы обеспечить высокую энергетическую эффективность, не-
обходимо, чтобы практически все фотоны накачки передавали свою энергию
фотонам сигнала. Для получения максимальной энергетической эффективнос-
ти перспективнее использовать накачку на длине волны 1480 нм (энергетичес-
кая эффективность 86%), а не на длине волны 980 нм (энергетическую эффек-
тивность 55%).
    Большая энергетическая эффективность позволяет использовать для на-
качки источники излучения меньшей мощности, а следовательно, более деше-
вые. Эта характеристика особенно важна в системах со спектральным уплот-
нением, где требуется усиливать одновременно большое количество сигналов
большой суммарной мощности.

                                     151