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光纤通信中光纤激光器的特点与核心技术

时间:2018-09-13 来源:中国新通信 作者:郭爱玲 本文字数:2144字

  摘   要: 随着科技的不断进步, 光纤传输系统被广泛地应用于各行各业当中并取得了不错的成绩, 但光纤传输系统的结构和功能仍需要根据当前各行业的需求进行及时的改革和创新, 来满足日益增长的通信容量和传输速度需求, 光纤激光器凭借着其转换效率较高、转换效果好的绝对优势, 近年来被广泛运用于光纤传输系统的升级过程中, 本文将光纤传输系统中光纤激光器作为研究的主要对象, 分析当前光纤传输系统中存在的问题以及光纤激光器的关键技术和具体应用。

  关键词: 光纤传输系统; 光纤激光器; 关键技术;
 

光纤通信中光纤激光器的特点与核心技术
 

  光纤激光器通常以光纤作为主要基质, 将尽可能降低信号传输过程中的色散程度和损耗作为激光器工作的主要目的, 运用高新技术对现有的信息通信技术体系进行整体的更新和优化, 提高信息在光纤中传播的距离和速度, 并不断降低光纤通信系统的成本, 将提高经济效益作为一项重要任务来完成, 进而实现光纤通信行业的长期健康发展。

  一、光纤激光器的主要特点

  1、光纤激光器的体积小。光纤是光纤激光器在进行信息传递工作过程中的主要介质, 光纤相比较于其他信息传递的介质, 具有直径较小、但同等体积下的表面积较大的特点, 且光纤的形状主要呈圆柱形, 这就为光纤的耦合工作的顺利进行提供了便利, 可以将数量较多的光纤进行耦合, 并借助光纤柔软, 可进行缠绕的特征对光纤激光器体积进行缩小, 使其变得灵巧且方便进行搬运。2、光纤激光器的工作效率高。光纤激光器的主要作用就是实现不同波长之间的相互转换, 单模运行是光纤激光器运行的主要模式, 因此, 光纤激光器相比较于传统的信息通信和传输设备, 谱线的线宽更加狭窄, 自然也就提高了波长之间转换工作的方向性和稳定性, 提升信息通行工作的整体效果。由于光纤具有较好的耦合性, 可以使光纤在拥有极小直径的同时保证较大的表面积, 光波传递过程中产生的热量能够在较短的时间内消失, 保证光纤激光器设备的温度可以保持在一个相对稳定的状态, 进而是其能够在长时间内保持一个良好且高效的工作状态, 提高设备的工作效率。3、光纤激光器的成本较低。光纤激光器的主要功能就是实现不同波长之间的转换, 因此决定转换效率的要素是光纤激光器设计者应当优先考虑的环节, 而光纤材料中稀土元素的种类和数量是影响光纤传输能力和速度的主要因素, 基本上与其他因素没有直接相关的联系, 因此光纤激光器设计者可以只是从光纤的材料组成出发, 在明确所需要的稀土元素之后, 使用掺有该元素的半导体材料来降低成本。

  二、光纤通信中光纤激光器的关键技术

  1、稀土掺杂类光纤激光器。随着光纤通信行业改革进程的不断深入, 最传统的光纤中继模式已经被打破, 将原来比较复杂的信息中继结构进行简化, 提高波长转换和传递的方向性和针对性, 进而实现整体效率的提升。稀土掺杂类光纤激光器的应用将光纤耦合的流程进行简化, 与此同时, 还提高了光纤激光器的信息传输容量, 降低通信损耗和同时提升激光增益。2、受激拉曼散射光纤激光器。受激拉曼散射光纤激光器是近年来逐渐应用起来的一种激光器, 在光通信等环节中, 该类激光器可以在保持原有的光线基础上实现进一步的扩容等目的。而与传统的光纤激光器而言, 该类光纤器的饱和功率等也明显高于前者, 其无泵浦源限制等的优势也进一步凸显了出来。应用该类激光器的基本原理是当光线中射入大功率的激光时, 会有一部分光功率出现被消耗的现象, 即该部分激光会因为在光线晶格中的运动被消耗, 在该情况下, 其波长会出现不同程度的增加, 其频率等也会明显低于平均水平, 最终到达斯托克斯波的频率上去。这种情况下, 光信号出现调整的部分则被称为托克斯光, 也叫自发拉曼散射光。拉曼光纤放大器与传统应用的光纤激光器相比, 其分布式放大等操作在长距离光传输等过程中可以发挥积极作用, 将会在WDM等系统中实现更为广泛的应用。3、光孤子通信用锁模光纤激光器。锁模光纤激光器在应用过程中, 其窄脉宽的光孤子脉冲可以提高其重复频率, 各项操作也大多在接近光脉冲的变换极限的状态下开展, 因而在其实际运行过程中, 其传统单模的光纤传播等具有极大的优势, 可以帮助实现提供理想光源的目的。传统的色心孤子激光器等在应用过程中具有体积庞大和操作结构复杂等特点, 因而在实际应用过程中容易出现诸多问题, 各项工作开展时也因为其低重复频率的输出脉冲而受到影响, 导致其在竞争过程中处于相对弱势的地位, 其应用逐渐落后于锁模光纤激光器。除上述几种类型的激光器之外, 在实际的光纤通信系统中还会应用掺镜光纤激光器等多种类型的激光器, 不同的激光器就其应用领域等的差异而具有其各自的优势, 在其专属领域发挥着积极作用, 相关人员必须加强重视, 积极开拓该类市场, 推动其实现长远发展。

  小结:总而言之, 科学技术的发展和革新必然会带动各行业的产业升级, 光纤传输行业也不例外, 将新兴技术与现有的光纤激光器设备进行有机结合, 借助光纤激光器体积小、工作效率高以及使用成本低的优势来提高光纤信息传输的稳定性和准确性, 为该行业的高速发展打下坚实基础。

  参考文献:

  [1]钟敬武, 马万卓, 张鹏等.2μm波段多波长可调谐光纤激光器研究[J].激光与红外, 2015, (3) :262-265.
  [2]史伟, 房强, 李锦辉等.激光雷达用高性能光纤激光器[J].红外与激光工程, 2017, 46 (8) :1-5.
  [3]张雪霞, 葛廷武, 丁星等.分布式抽运连续光纤激光器研究[J].发光学报, 2016, 37 (9) :1071-1075.

    论文来源参考:[1]郭爱玲.光纤传输系统中光纤激光器关键技术[J].中国新通信,2018,20(16):16.
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