光纤放大器工作原理_光纤溶脂原理_光纤放大器有什么用

当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口：1.55μm波段和1.31μm波段。选择不同的掺杂元素，可使放大器工作在不同窗口。

（1）掺铒光纤放大器（EDFA）

掺铒光纤放大器由一段掺铒光纤和泵浦光源组成，如图1所示。掺铒光纤是在石英光纤的纤芯中掺入适量浓度的铒离子（Er3+），泵浦源的作用是给铒离子提供能量，将它从低能级“抽运”到高能级，使其具有光学

1 掺杂光纤放大器的组成

增益功能。光纤放大器工作原理没有泵浦光作用时，Er3+离子的能量状态称为基态；吸收泵浦光能量后，Er3+便处于较高能量状态，即由基态跃迁到激发态。由于处于该高能态的寿命很短，将迅速过渡到较低的激发态，Er3+处于激发态的寿命长得多，被称为亚稳态。当Er3+从亚稳激发态跃迁回到基态时，多出来的能量转变为荧光辐射，辐射光的波长由亚稳态与基态的能级差决定。在1550nm波段上，在泵浦源不断作用下，处于亚稳激发态的Er3+不断累积，其数量可超过仍处于基态的离子数。当高能态上的粒子数超过低能态上的粒子数时，达到了粒子数反转状态。只有在这种状态下才可能有光放大作用。如入射光信号的光子能量相当于基态和亚稳态之间的能量差，即其光波长与上述辐射光的波长相同，它将同时引发由基态→亚稳态的吸收跃迁和由亚稳态→基态的发射跃迁，吸收跃迁吸收光能，发射跃迁发射光能，吸收和发射光能的大小各与基态和亚稳态的粒子密度成正比。由于粒子数反转的缘故，总的效果是发射的光能超过吸收的光能，这就使入射光增强，而得到了光放大。

掺杂光纤放大器的一个重要问题是选择合适的泵浦源。掺Er3+石英光纤在550、650、810、980和1480nm等处存在吸收光谱带，原则上都可选为泵浦光波长。但由于980nm和l480mn光波长的光泵浦效率最高，故多采用。980nm泵浦源选用InGaAs/AlGaAs半导体激光器，1480nm泵浦源选用GalnAsP/Inp半导体激光器，它们的光功率一般为数十至上百亳瓦。采用980nm的泵浦源还有噪声低的优点，而1480mn泵浦源由于与信号光波长相近，耦合方便。

光纤通信的另一重要的低损耗窗口是1300nm波段。掺钕离子（Nd3+）的氯化物玻璃光纤可构成工作于这一波段的掺钕光纤放大器。

光纤放大器要求增益高，工作频带宽、噪声低。掺铒光纤放大器已实用化，其典型值：小信号增益30dB，带宽32nm，噪声系数5dB。

掺铒光纤放大器是光纤通信技术的一项重大突破，它可免除常规光纤通信技术在中继站进行光一电一光变换而延长中继距离，使常规的光纤通信提高到一个新的水平。对推动密集波分复用、频分复用、光孤子光纤通信、光纤本地网和光纤宽带综合业务数据网的发展起着举足轻重的作用。

SICK WLL180T光纤放大器的技术优势：

突出优势一：可检测透明物，可检测细小对象；可在粉尘、雾气、高温环境稳定检测；可以一定程度上屏蔽检测物后面的背景。

突出优势二：16us响应时间，31,250Hz响应频率， 2~3倍于竞争对手，用于高速应用，适应客户高速检测的需求。

对比：Keyence N18/N11/N12响应时间为50us，响应频率为10,000Hz；OmronE3X-NA/HD响应时间为50us，响应频率为10,000Hz； SunxFX300响应时间为35us，响应频率为14,285Hz。

突出优势三：主从结构，最高可带15个从机。参数批量设定，减少参数设定等调试工时，提高调试效率。

对比：Keyence N18N系列没有从机，N11/N12成本高，最高15个从机；Omron E3X-NA/HD有从机，但需要另配接插件， 8台以上降速为350us；Sunx FX300 有从机，但需要另配接插件，最高15个从机。

突出优势四：区域示教、外部输入功能、阈值调整。光纤放大器工作原理

WLL180T光纤放大器应用领域

半导体行业：如检测接线破损、太阳能晶元等

电子行业：如检测集成电路上微小引脚，检测电路板细微的尺寸变化等

制药行业：如检测色标、细小药片、定位/计数

装配线和处理线：如计件，打孔记号，零件等

机器人：高端应用（长检测距离，细小的体积，抗震性好）

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