本案例展示了EDFA中的兩種離子-離子相互作用效應(yīng):
iH& Izv 1. 均勻上轉(zhuǎn)換(HUC)
QN_Zd@K*A 2. 非均勻離子對(duì)濃度淬滅(PIQ)
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l~i 離子-離子相互作用效應(yīng)涉及稀土離子之間的能量轉(zhuǎn)移問題。當(dāng)稀有離子的局部濃度變得足夠高時(shí),就不能假設(shè)每個(gè)孤立的離子都是獨(dú)立作用于其周圍。當(dāng)放大轉(zhuǎn)換的上能級(jí)被能量轉(zhuǎn)移耗盡時(shí),這可能對(duì)放大器性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
8LP L4l 一、均勻上轉(zhuǎn)換
uBLI!N-G 均勻上轉(zhuǎn)換效應(yīng)是Er3+–Er3+相互作用效應(yīng),其對(duì)EDFA性能的影響與
光纖中鉺離子的濃度有關(guān)。在具有高濃度鉺離子(nt>5.1024m-3)的光纖中,與具有較低鉺濃度的光纖相比,非均勻上轉(zhuǎn)換往往會(huì)對(duì)放大器性能造成更大的損害。
%eCbH` 為了證明EDFA中均勻上轉(zhuǎn)換的影響,針對(duì)不同的光纖
模擬了圖1中所示的
系統(tǒng),并分析了增益。
':8yp|A| \|Pp%U [ 圖1.用于分析EDF中均勻上轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)布局
光纖的上轉(zhuǎn)換壽命定義為:
=6b^j]1 8kQ
>M 其中nt是鉺離子的濃度,而Uc是兩粒子上轉(zhuǎn)換系數(shù)。
/,'D4s:Gg 分別
仿真四種光纖:一種光纖沒有均勻的上轉(zhuǎn)換效應(yīng),三種光纖的上轉(zhuǎn)換壽命分別為1ms、2ms和5ms。
0c4H2RW 所有光纖都考慮了相同的鉺離子濃度。在考慮均勻上轉(zhuǎn)換的纖維的情況下,上轉(zhuǎn)換系數(shù)(Uc)的值被設(shè)置之后,便確定了相應(yīng)的上轉(zhuǎn)換壽命。
sQrP,:=r# 圖2(a)顯示了沒有均勻上轉(zhuǎn)換的光纖的選項(xiàng)卡設(shè)置,圖2(b)考慮了1ms的上轉(zhuǎn)換壽命。
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cmR/+ a)不考慮均勻上轉(zhuǎn)換