本案例展示了EDFA中的兩種離子-離子相互作用效應:
b4WH37,lA 1. 均勻上轉換(HUC)
j4+Px%sW 2. 非均勻離子對濃度淬滅(PIQ)
51y#AQ@ 離子-離子相互作用效應涉及稀土離子之間的能量轉移問題。當稀有離子的局部濃度變得足夠高時,就不能假設每個孤立的離子都是獨立作用于其周圍。當放大轉換的上能級被能量轉移耗盡時,這可能對放大器性能產生負面影響。
To5hVL<Ex" 一、均勻上轉換
$*T?}r> 均勻上轉換效應是Er3+–Er3+相互作用效應,其對EDFA性能的影響與
光纖中鉺離子的濃度有關。在具有高濃度鉺離子(nt>5.1024m-3)的光纖中,與具有較低鉺濃度的光纖相比,非均勻上轉換往往會對放大器性能造成更大的損害。
z^z`{B 為了證明EDFA中均勻上轉換的影響,針對不同的光纖
模擬了圖1中所示的
系統(tǒng),并分析了增益。
I~&9c/& 圖1.用于分析EDF中均勻上轉換的系統(tǒng)布局
_(I6o 光纖的上轉換壽命定義為:
Hmt2~>FI[
Bv'%$}}- 其中nt是鉺離子的濃度,而Uc是兩粒子上轉換系數(shù)。
ODhq
`?(N 分別
仿真四種光纖:一種光纖沒有均勻的上轉換效應,三種光纖的上轉換壽命分別為1ms、2ms和5ms。
#V%98|" 所有光纖都考慮了相同的鉺離子濃度。在考慮均勻上轉換的纖維的情況下,上轉換系數(shù)(Uc)的值被設置之后,便確定了相應的上轉換壽命。
S(?A3 H 圖2(a)顯示了沒有均勻上轉換的光纖的選項卡設置,圖2(b)考慮了1ms的上轉換壽命。
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