EDFA拥有增益高、带宽大、噪声低、增益个性对光偏振状态不敏赣注对数据速度以及体式通明和在多路系统中信路交叉串扰可忽略蹬着点[1],在DWDM系统中

，由于各信路波长的密集复用以及EDFA均匀展宽个性

，分歧信路之间存在强烈的竞争

，当多波长光信号通过EDFA时

，分歧信路波长的增益会有所分歧;同时

，在DWDM网络中

，时时必要对EDFA进行级联使用

，每个放大器的增益颠簸将使DWDM的增益颠簸进行累积使其加剧

，这会加剧网络中信号功率的不平衡

，使比特误码率(BER)不能满足系统要求[2]。因而

，对EDFA的增益谱进行平展化成为一个DWDM系统利用的现实问题[3,4]。目前

，实现EDFA增益平展重要有薄膜滤波、微光正弦滤波、光纤光栅滤波等技术伎俩。

1 几种增益平展滤波器技术

1.1 基于薄膜滤波技术的GFF

薄膜滤波器由介质薄膜(DTF)组成

，其根基结构是基于法布里-泊罗(F-P)尺度具的谐振器

，该谐振器是间距固定的平板

，由腔和反射镜组成

，如图1所示。

图1 F-P谐振器工作道理示意图

薄膜滤波技术是一个比力成熟的技术

，典型的基于薄膜滤波技术的GFF由一个高反射的多层平板夹以λ/2距离层组成

，如图2所示。

图2 基于薄膜滤波技术的GFF的结构

基于薄膜滤波技术的GFF能够工作于反射模式或者透射模式

，通常由两个以上的F-P腔组成

，所以也称为多腔薄膜过问滤波器

，其腔之间通过介质反射层隔离

，每个腔蕴含50层以上的多层结构。

基于薄膜滤波技术的GFF出产工艺较复杂

，对于新的放大器增益曲线的适应能力较弱

，同时

，薄膜滤波GFF属于一种体效应技术

，插入损耗相对较大。由于每只薄膜滤波GFF的出产使用同样的工具和工艺

，使每只GFF增益颠簸险些一样

，这样在EDFA进行级联使用时

，必然会加剧网络的增益颠簸的累积。

1.2 基于微光正弦滤波技术的GFF

基于微光正弦滤波技术GFF的实现方式之一是选取马赫-曾德尔(M-Z)过问仪[5]。两个波长(λ1和λ2)的光输入光纤

，经方向耦合器#1使两个波长的光功率对半分离并各自耦合进两个长度不等的波路臂

，两波路长度差为ΔL。经两个臂传输的光束以分歧的相位达到第二个方向耦合器#2。依拍照位变动和输出光纤的地位

，每个波长在两个输出光纤之一产生"相长"过问

，而另一个产生"相消"过问

，即在第一根光纤上

，波长λ1"相长"(波长λ2"相消")过问;在第二根光纤上

，波长λ2"相长"(波长λ1"相消")过问

，这样便把λ1和λ2分隔

，如图3所示。

图3 M-Z过问仪结构示意图[6]

基于微光正弦滤波技术的GFF拥有正弦滤波职能

，调整其自由光谱通路能够使其与设计的放大器放大窗口相吻合

，对EDFA的增益谱进行傅立叶分析

，能够确定所必要的过问仪个数。为了覆盖EDFA的C波段

，一个GFF通常必要3到5个单独的M-Z过问仪组成

，这样

，将会增长GFF的封装尺寸。

1.3基于光纤光栅滤波技术的GFF

光纤光栅是一种折射率周期变动的光波导

，其纵向折射率的变动将引起分歧光波模式之间的耦合

，并且能够通过将一个光纤模式的功率部门或齐全地转移到另一个光纤模式中以扭转入射光的频谱。

长周期光纤光栅GFF中

，与光栅相互作用的光被耦合进前向传输包层模

，并由于吸收和散射迅速衰减

，这种波长选择器拥有极幼的反射[7]

，在与EDFA集成时不用使用隔离器。然而

，与薄膜滤波GFF一样

，为了覆盖EDFA的整个增益带宽必然会增长出产的复杂性

，同时

，若是没有对这种光栅GFF进行封装的话

，温度变动时其波长漂移的敏感性是布喇格光栅GFF的5倍。为了削减这种温度敏感性

，必要进行无源温补。与温度敏感性一样

，长周期光栅GFF对于弯曲损耗的敏感性也比力高。所有这些成分加起来

，使得长周期光栅GFF的封装技术显得尤为沉要。

基于布拉格光栅的GFF又能够分为两种实现方式

，一种是闪灼光栅

，一种是啁啾光栅。当光栅造作时

，紫表侧写光束与光纤轴不垂直时

，造成其折射率的空间散布与光纤轴有一个幼角度

，形成闪灼光栅。闪灼光栅GFF同样拥有很幼的反射

，能够削减隔离器的使用;同长周期光栅GFF一样

，为了覆盖EDFA的整个增益带宽必然会增长出产的复杂性。闪灼光栅GFF拥有较高的损耗谱精度

，但是对于新的损耗谱其出产节造方式显得复杂了一些。

啁啾光栅是栅格间距不等的光栅。啁啾光栅GFF工作于传输模式

，这种GFF与通例光纤衔接时拥有很低的插入损耗

，同时

，与其他GFF相比

，啁啾光栅GFF能够覆盖一个很宽的光波段(>35nm)并且封装很幼。对于新的EDFA增益谱

，啁啾光栅GFF能够很矫捷地调整其损耗谱

，对于EDFA出产商来说

，这无疑缩短了对GFF进行选型和匹配的功夫。啁啾光栅GFF在出产时由于单独出产

，每个GFF均能确保拥有轻微的差距

，这种轻微的差距使得啁啾光栅GFF的EDFA增益颠簸频率地位分歧

，因而

，在DWDM网络中对ED-图3M-Z过问仪结构示意图[6]FA级联使用时

，削减了功率差距。

1.4各类GFF实现技术的比力

综合比力三种实现GFF的技术

，如表1所示Ｄ芄豢闯鍪迪諩DFA的增益平展

，啁啾光栅GFF是较好的选择。

表1 几种分歧GFF实现技术的比力

图4 基于啁啾光栅GFF的高功率EDFA设计及增益平展度测试配置

2 试验与测试

设计了如图4所示的EDFA

，为了提高该EDFA的增益水平

，使用两级EDF作为增益介质进行放大

，在两级增益介质之间使用啁啾光栅GFF对EDFA的增益曲线进行平展

，同时

，在EDFA输入及输出端增长隔离器以免泵浦光反射或ASE影响EDFA的不变性。在试验过程中发现

，由于GFF拥有较幼的反射

，能够将紧随GFF后的隔离器去掉

，一方面能够削减EDFA的光路损耗

，同时

，能够节约EDFA的原料成本。

增益平展度测试中

，使用网泰(NetTest)8波长光源(OSICS)作为多播长光源

，经WDM合波后注入EDFA

，调节EDFA的两个泵浦功率

，在EDFA输出端使用安立(Anritsu)光谱分析仪(MS9710C)测试输出

，思考到EDFA的较高的输出功率

，在EDFA输出注入光谱分析仪前参与光衰减器。图5为参与啁啾光栅GFF后EDFA增益平展度测试了局。

图5 EDFA增益平展度测试了局

3实现语

综合比力薄膜滤波、微光正弦滤波、光纤光栅滤波实现GFF的技术

，啁啾光栅GFF是较好的选择。试验发现

，高功率EDFA设计中

，在两段增益光纤介质间参与啁啾光栅GFF能够将增益平展度节造在±0.3dB领域内。