Nghiên cứu đặc tính và các yếu tố ảnh hưởng lên hệ số khuếch đại của các Bộ khuếch đại quang
Học viên: Trần Hoài Nam – Lớp Điện tử 2 – CH09 1
MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. ..................... 3
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT KHUẾCH ĐẠI QUANG ............................. 6
1.1 Giới thiệu chung về hệ thống thông tin quang ............................................................. 6
Bộ phát quang ................................................................................................................ 6
Bộ chia quang ................................................................................................................ 6
Trạm lặp ......................................................................................................................... 6
Bộ thu quang .................................................................................................................. 6
Bộ nối quang .................................................................................................................. 6
1.2 Bộ lặp và bộ khuếch đại quang .................................................................................... 7
1.3 Nguyên lý khuếch đại quang ....................................................................................... 8
1.4 Bộ khuếch đại quang bán dẫn và bộ khuếch đại quang sợi ......................................... 9
1.5 Các loại khuếch đại quang khác ................................................................................ 10
1.6 Phân loại các bộ khuếch đại quang theo chức năng................................................... 11
1.7 Các thông số đánh giá các bộ khuếch đại quang ...................................................... 13
1.7.1 Độ lợi (Gain) ....................................................................................................... 13
1.7.2 Băng thông độ lợi (Gain Bandwidth) .................................................................. 13
1.7.3 Công suất đầu ra bão hòa (Saturation Output Power) ........................................ 14
1.7.4 Hệ số tạp âm ....................................................................................................... 14
1.7.5 Độ nhạy phân cực ............................................................................................... 15
1.8 Xu hướng sử dụng bộ khuếch đại quang trong hệ thống thông tin quang ................ 15
CHƯƠNG 2. CÁC BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG ............................................................... 17
2.1 Bộ khuếch đại quang bán dẫn .................................................................................... 17
2.1.1 Nguyên tắc hoạt động của các bộ khuếch đại quang bán dẫn ............................. 17
2.1.2 Độ lợi .................................................................................................................. 18
2.1.2.1 Độ lợi của bộ khuếch đại Febry - Perot ........................................................... 18
2.1.2.2 Độ lợi của bộ khuếch đại sóng chạy ................................................................ 20
2.1.2.3 So sánh độ lợi của bộ khuếch đại Febry – Perot và độ lợi của bộ khuếch đại
sóng chạy ..................................................................................................................... 21
2.1.2.4 Bão hòa độ lợi .................................................................................................. 22
2.1.3 Băng thông của bộ khuếch đại quang bán dẫn ......... ........................ ................... 24
2.1.3.1 Băng thông của bộ khuếch đại Febry - Perot ................................................... 24
2.1.3.2 Băng thông của bộ khuếch đại sóng chạy ........................................................ 24
2.1.3.3 So sánh băng thông của bộ khuếch đại Febry - Perot và băng thông của bộ
khuếch đại sóng chạy ................................................................................................... 25
2.1.4 Xuyên âm ............................................................................................................ 26
2.1.5 Độ lợi phụ thuộc phân cực .................................................................................. 28
2.1.6 Nhiễu ............................................................................................... .................... 30
2.1.6.1 Phát xạ tự phát được khuếch đại (ASE) ........................................................... 31
2.1.6.2 Nhiễu quang và nhiễu điện .............................................................................. 33
2.1.7 Ưu điểm và hạn chế của bộ khuếch đại quang bán dẫn ...................................... 34
2.1.8 Ứng dụng của bộ khuếch đại quang bán dẫn ...................................................... 34
2.2 Bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium .............................................................................. 35
2.2.1 Nguyên tắc hoạt động của các bộ khuếch đại quang sợi pha tạp erbium ........... 35
2.2.2 Biểu đồ mức năng lượng ..................................................................................... 37