光网络用的各种光纤技术现状分析(2)

放大用光纤

在石英光纤芯层内掺杂稀土元素就可以制成放大光纤了，如掺铒放大光纤（EDF），掺铥放大光纤（TOF）等等。放大光纤与传统的石英光纤具有良好的整合性能，同时还具有高输出、宽带宽、低噪声等许多优点。用放大光纤制成的光纤放大器（如EDFA）是当今传输系统中应用最广的关键器件。EDF的放大带宽已从C波段（1530 1560nm）扩大到了L波段（1570 1610），放大带宽达80nm。最新研究成果表明EDF也可在S波段（1460 1530）进行光放大，且已制造出感应喇曼光纤放大器，在S波段上进行放大。

对于L波段（1530 1560nm）放大光纤，在高输出领域已研发出了双包层光纤。其中第一包层多模传输泵浦光，在纤芯单模包层传输信号光并掺杂钉（Yb）作感光剂，以增大吸收系数。

在解决光纤的非线性方面，采用共参杂Yb或La（镧）等稀土元素制作出EYDF光纤。这种光纤几乎无FWM发生。这是因为Yb离子与Er离子集结后增大了Er离子间的距离，解决了由于Ev离子过度集中集结而引起的浓度消光，同时也增加了Er离子掺杂量，提高了增益系数，从而降低了非线性。

对于L波段（1570 1610nm）放大光纤，已报导日本住友电工研发的采用C波段EDF需要长度的1/3短尺寸EDF而扩大到L波段的EDF。制作成功适合40Gb/s高速率传输，总色散为零的L波段三级结构光纤放大器。该放大器第一段为具有负色散的常规EDF，而第二、三段波长色散值为正值的短尺寸EDF。

对于S波段(1460 1530nm)放大光纤，日本NEC公司采用双波长泵浦GS-TD FA进行了10.92Tb/s的长距离传输试验，利用1440nm和1560nm双波长激光器（LD）实现了29%的转换率；NTT采用单波和 1440nm双通道泵浦激光器实现了42%的转换率（掺铥浓度为6000ppm）；Alcatel公司采用1240和1400nm多波喇曼激光器实现了 48%转换率，同时利用800nm钛兰宝石激光器和1400nm多级喇曼激光器双波长泵浦实现了50%的转换率，最新报导日本旭硝公司又提出了以铋（Bi）族氧化物玻璃为基质材料的S波段泵浦放大方案。简而言之，需要解决的主要技术课题是如何降低声子能量成份的掺杂量和提高量子效率问题。