鉺鐿共摻光纖放大器的應用

　　式中均為波長相關的參量（線性單位），前級和後級的增益、噪聲指數分別為G1、NF1和G2、NF2，GFF的衰減為ATTGEF。由式(1)可以看出，G1越大、NF1越低，整個放大器的NF就越低，而且在G1較大時，NF1對整個放大器的NF起決定性作用。同時，較大的G1也有利於提高後級的PCE和抑制1060nm波段的ASE激射。此外，還必須考慮GFF的設計，通常整個放大器未加GFF時的GF越小，GFF的加工難度越低，應用效果也越好。依據以上原則設計的GFF的衰減譜如圖2所示，並用該GFF製成GF-EYDCFA，其額定輸入和輸出總功率分別為6dBm和31dBm。圖3為Aglient 86142B光譜分析儀的內插減元法測得的GF-EYDCFA的增益譜和NF譜。由測試數據可以看出，在1543-1565nm的工作波長範圍內，放大器的GF<0.25dB, NF<5.5dB，增益平坦效果相當理想，並不比GF-EDFA差[2,3]。需要說明的是，測試中為了設備安全，放大器的輸出端經1/8分波後取其中一路用於測試。由於分波器件的波長相關損耗（WDL）和分波損耗，GF和NF的測試數據一般會略偏大。不過瓦級的高功率光纖放大器在系統應用時，分波器件總是存在的，因此該測試方法也是合理的。

圖1 GF-EYDCFA光路示意圖

　　考慮批量生產中的個體差異和產品可靠性所需的指標餘量，光迅科技的GF-EYDCFA產品的關鍵指標如表1所示。可以看出，GF-EYDCFA的各項性能指標均達到了GF-EDFA同類產品的水平，而其2W的高輸出功率水平則是GF-EDFA望塵莫及的。此外，通過調節GF-EYDCFA的相關設計，其工作波長可進一步拓寬至1535-1565nm，總輸出功率也可在0.5W到2W範圍內任意選擇。

表1 光迅科技GF-EYDCFA產品的關鍵指標

　　3 GF-EYDCFA在WDM-CATV系統中的應用

　　應用WDM技術是光纖CATV系統升級的一個重要方向，它能在光域進行節目的上/下，避免「光-RF-光」的轉換，同時增加網絡的可擴展性和靈活性，也能有效降低運行、維護和升級成本[7]。關於WDM-CATV方案已有不少研究[7,8]和應用案例，採用1550nm雷射器發射機組和EDFA的多波長視頻傳輸網絡的典型應用[8]如圖4所示。主前端通過衛星接收等方式獲得節目源，將節目源按需求分配、組合和編碼後調製到波長為λi的C波段光波上，並由波分復用器（WDM）合波後通過一級自愈環傳送至一級集線器（PH）；PH取用一級自愈環上部分波長的光信號，再經二級自愈環送至二級集線器（SH）；SH對光信號進行處理並通過功率分配器分配至各光節點，用於廣播或窄波。