掺铒光纤激光器

铒元素介绍

　　铒元素是掺铒光纤激光器的核心，因为它决定着对光泵的吸收和激射光谱。稀土元素指的是化学元素周期表倒数第二行的镧系元素 ,共计15 种 ,其范围从 57 号元素镧(La)到 71 号元素镥(Lu) 。铒原子具有相同的 5S25P66S2外层电子结构 ,属于满壳层结构 ,占据内部 4 f 电子壳层的电子数的多少支配着它的光学特性。

　　由于 4 f 电子受到电子壳层的屏蔽作用 ,所以它的一些光学特性(如荧光特性和吸收特性等)不易受到外场的影响 ,且具有很好的稳定性。

发展历程

　　随着光通信技术的飞速发展以及光纤光栅技术和掺铒光纤技术的发展 ,掺铒光纤激光器的研究取得了突破性的进展 ,输出功率从原来的 mW量级到输出 80W单模激光。

　　同时 ,经过十几年的发展 ,EDFA 技术已成为光纤通信技术最突出的成就之一 ,目前技术上较为成熟的 EDFA 已取代了传统的光2电2光中继方式 ,实现了在一根光纤中多路光信号的同时放大 ,大幅降低了光中继的成本 ,并可与传输光纤实现良好的耦合 ,具有高增益低噪声等优点 ,因此成功地应用于DWDM 光通信系统 ,极大地增加了光纤中可传输信息的容量和传输距离。特别是 EDFA和DWDM 的出现和应用改变了光纤通信发展的格局 ,EDFA 已成为光纤通信、 CATV、 光信息网络系统中的关键器件之一 ,也是最早实用化的光纤放大器。

构成

　　1 WDM合波器

　　WDM合波器是将多个频率的光耦合至一根光纤，有多少个频率就有多少根光纤，将泵浦光耦合进谐振腔中。同时，因为要形成环形腔，所以需要有1550波段的光输入，所以通常为1X2的合波器。

　　2 隔离器

　　光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。

　　3 可调谐光滤波器

　　可调谐滤波器是可调谐光纤激光器的选频装置，当F-P标准具的入射光角度改变的时候，F-P标准具的透着波长将随之移动。

　　4 带通滤波器

　　多层电介质干涉膜型合波分波器，是把具有接近光学厚度的高折射率电介质膜和低折射率电解质膜交替重叠成薄膜，于是对于特定波长表现出较强的选择性。

　　5 光开关

　　用来改变波导折射率，使光路发生改变，完成开关功能。

　　6 耦合器

　　光纤耦合器是实现光信号分路/合路的功能器件，可以按照一定的耦合比实现光信号的分路/合路。