----掺铒光纤放大器
蔡菲菲
波分复用信号放大技术最近是非常热门的一个项目，而最重要是集中在1550掺铒光纤放大器上，其可应用在长距离高容量光通讯系统之中像是光次载波传输系统及海缆等等。
而掺铒光纤放大器是一个关键性元件，在长距离高容量光通讯系统之中，最重要的待量测参数为放大增益值（Gain）与杂讯指数（Noise Figure，NF）。这篇文章说明了量测方法及在这些量测方法在使用光谱仪之下量测的相对准确度。
通常掺铒光纤放大器量测其增益可利用光谱分析仪去比较输入光讯号与输出光讯号的方法来计算，此外，杂讯指数的量测需要精准的量测出掺铒光纤放大器自发性光谱（Amplified Spontaneous Emission，ASE）的位准，然而真实的放大器自发性光谱是必须被放大的光讯号所定位的，不过是直接量测则相当困难。
一般利用光谱仪量测放大器特性有三种典型方法：
1.位准对称法（Level fitting）
位准对称法是观测改变的放大器自发性光谱位准在光讯号的位置上，从自发性光谱位准去接近光讯号取其相对值的方法。当放大器自发性光谱在量测点附近是平坦时这种量测方式是很简单的，且其量测结果的重复性很高。
但若是在掺铒光纤放大器输出端，加上光带通滤波器，或者当待测放大器自发性光谱在量测点附近是倾斜不平坦，亦或是待测讯号为多工讯号时，每个通道线宽变的很窄的时候位准对称法是很难去量测。
2.消除极化法（Polarization nulling）
消除极化法是利用极化控制器去改变光讯号的极化方向，在这种方法中，一个分析器是置于掺铒光纤放大器输出端，同时从分析器消除极化光讯号的地方直接量测放大器自发性光谱，这种方式是需要根据光讯号的极化模态需要调整分析器，所以重复性是最主要的问题，至今此法甚少使用在检视生产线的品管上，然而，这种量测的架构非常简单，在实验室中使用此法去评估掺铒光纤放大器特性是很适当。
3.脉冲法（Pulse method）
脉冲法是利用掺铒光纤放大器中铒元素次稳态的长复合时间特性来测试的，换句话说，光讯号输入到掺铒光纤放大器是在一个周期内数次被切换至ON／OFF状态，此切换时间要比铒元素次稳态复合时间还快，在被量测的时域之下当光信号ON时，同时放大器的自发性光谱为OFF，所以光讯号出现时在完全相同的条件下，放大器的自发性光谱是可以被量测的。
然而，这种方式需要大量的周边设备，但是其量测结果具有很高的正确性和重复性，而且此种方法能够被使用在波分复用（WDM）上，日本工业规格（JIS）标准倾向利用此种量测方式规范为统一量测之方法。
总之，以光放大器量测技术而言，各种量测方式皆有其优缺点，选用适合的方式进行量测是非常重要的，另外日本最近提出了脉冲探测法，利用特性非常好的调变器，改善了量测上的误差。所以针对传统的测试方法来说尚有很大的研究空间。
摘自《光纤新闻网》2002.8.1
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