掺铒光纤放大器增益平坦度分析及优化

文章中对于以上几种优化方式的选择有一个比较。然而，值得注意的是，在我们的仿真中对于光纤参数的设置可能与[4]中不同，因为[4]中没有给出具体的数值。掺铒光纤放大器的输入端是16个复用信号在12nm的波长范围内（1546-1558nm）的均衡波长，波长间隔为0.8nm。每个信道的功率是-26dBm。我们使用默认的光纤参数。所需的增益为23dB。我们希望得到超过8.5dBm的输出功率和小于0.5分贝的增益平坦度（定义为Gmax / Gmin）。

条件下的增益均衡。用双端口WDM分析仪来测量增益平坦度，光功率计测量输出功率。初始参数值如下：泵浦功率为100mW；光纤长度为4m；泵浦功率的值选择介于0和160毫瓦之间，光纤长度在1到40 米之间。

图2显示了一个泵浦功率和光纤长度分别为100mW和4m的综合最优放大器的输出信号和噪声的频谱。由图2可知，在这种条件下，即使平均增益约为30 dB，但是增益平坦度为2.24 dB左右，远远高于期望值0.5dB。

可使用半解析法对泵浦功率和光纤长度进行优化，以达到预期的目标。最后，发现最佳泵浦功率和光纤长度分别是24.13mW和約5.22米。

使用这个数值得到的输出信号和噪声的频谱如图3所示。结果显示，有23 dB的信号增益和0.29 dB的增益平坦度。输出信号功率为8毫瓦。可见能很好的满足系统对输出功率和增益平坦度的要求：超过8.5dBm的输出功率和小于0.5分贝的增益平坦度。

3 结论

本文呈现了一个简单的EDFA的增益平坦性优化分析方法，主要涉及掺铒光纤放大器的各个性能参数。考虑了EDFA的泵浦功率，泵浦波长，光纤长度等等。光纤长度和泵浦功率是增益平坦性实现的两个重要参数。我们可以看出通过调整光纤的长度和泵浦功率来使EDFA达到增益平坦，从而满足系统的要求。

【参考文献】

[1]M. Tachibana， et al.， “Erbium-Doped Fiber Amplifier with Flattened Gain Spectrum”， IEEE Photon[I]. Tech. Lett. 1991，3：（118）.

[2]S. F. Su， et al.， “ Flattening of Erbium-doped fiber amplifier gain spectrum using an acousto-optic tunable filter”， Electron[I]. Lett. 1993，29：（477）.

[3]E. L. Goldstein， et al.， “Inhomogeneously broadened fiber amplifier cascade for transparent multiwavelength lightwave networks”， J[J]. Light. Tech.1995，13：（782）.

[4]M. A. Ali， et al.， “Performance of erbium-doped fiber amplifier cascades in WDM multiple access lightwave networks”， IEEE Photon[J]. Tech. Lett.1994，6：（1142）.

[责任编辑：邓丽丽]

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