Optische Verstärker: Grundprinzipien, Stand und Weiterentwicklung, Perspektiven zukünftigen Einsatzes ; Studie aus dem Technologiezentrum der Deutschen Telekom AG, Darmstadt
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Darmstadt
Dt. Telekom, Technologiezentrum
1996
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INHALTSVERZEICHNIS
VORBEMERKUNGEN
.
5
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.
6
DEFINITIONEN
.
7
1
EINLEITUNG
.
9
2
DIE
GESCHICHTLICHE
ENTWICKLUNG
DER
VERSCHIEDENEN
TYPEN
OP
TISCHER
VERSTAERKER
IM
VERGLEICH
UND
DIE
GRUENDE
FUER
DEREN
SCHNEL
LEN
BZW.
VERZOEGERTEN
VERLAUF
.
14
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDPRINZIPIEN
.
16
3.1
O
PTISCHE
V
ERSTAERKUNG
DURCH
STIMULIERTE
E
MISSION
.
16
3.2
S
PONTANE
R
EKOMBINATION
,
SPONTANE
E
MISSION
.
17
3.3
P
UMPEN
.
18
3.4
L
ASER
.
18
4
VERSCHIEDENE
TYPEN
OPTISCHER
VERSTAERKER
.
20
4.1
D
IE
E
NERGIENIVEAU
-
UND
P
UMP
-S
CHEMATA
DER
VERSCHIEDENEN
OPTISCHEN
V
ER
STAERKERTYPEN
IM
V
ERGLEICH
.
20
4.1.1
DAS
3-NIVEAU-PUMPSCHEMA
DES
EDFA
FUER
DIE
PUMPWELLENLAENGE
980
NM
.
21
4.1.2
DAS
QUASI-3-NIVEAU-PUMPSCHEMA
DES
EDFA
FUER
DIE
PUMPWELLENLAENGE
1480
NM.
22
4.1.3
QUASI-4-NIVEAU-PUMPSCHEMA
DES
PDFA
.
23
4.1.4
ELEKTRISCHES
PUMPEN
BEIM
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
.
26
5
DIE
WICHTIGSTEN
EIGENSCHAFTEN
UND
KENNGROESSEN
DER
OPTISCHEN
VERSTAERKER
.
29
5.1
VERSTAERKUNG,
SIGNALLEISTUNG,
SAETTIGUNG
UND
BANDBREITE
.
29
5.2
D
YNAMISCHES
S
AETTIGUNGSVERHALTEN
.
31
5.2.1
LOCHBRENN-EFFEKTE
.
34
5.3
D
IE
R
AUSCHEIGENSCHAFTEN
DER
OPTISCHEN
V
ERSTAERKER
.
35
5.4
P
OLARISATION
.
41
5.5
E
IGENSCHAFTEN
OPTISCHER
V
ERSTAERKER
,
BEDINGT
DURCH
NICHTLINEARE
E
FFEKTE
.
42
5.5.1
UEBERSPRECHEN
IN
OPTISCHEN
ZWEI
UND
MEHRKANALSYSTEMEN
.44
5.5.1.1
SAETTIGUNGSINDUZIERTES
UEBERSPRECHEN
.
44
5.5.1.2
UEBERSPRECHEN
DURCH
VIERWELLENMISCHUNG
(FWM:
FOUR
WAVE
MIXING)
.44
6
FASER-VERSTAERKER
UND
OPTISCH
VERSTAERKENDE
PLANARE
WELLEN
LEITER
.46
6.1
G
RUNDPRINZIPIEN
.46
6.2
E
RBIUM
-
DOTIERTE
F
ASERVERSTAERKER
(EDFA:
E
RBIUM
-D
OPED
F
IBER
A
MPLIFIER
)
.
47
6.2.1
VERSTAERKERTYPEN
.49
6.2.2
PUMPWELLENLAENGE
UND
PUMPEFFIZIENZ
.
50
6.2.3
PUMPLICHTQUELLEN
.
54
6.2.3.1
PUMP-LASERDIODEN
.
54
6.2.3.2
PUMPLICHTQUELLEN
HOEHERER
LEISTUNG:
.
56
6.2.4
DAS
SPEKTRALE
VERSTAERKUNGSPROFIL
DES
EDFA
.
57
6.2.4.1
EINKANALVERSTAERKUNG
.60
6.2.4.2
MEHRKANAL-UEBERTRAGUNGSSYSTEME
(WDM-SYSTEME)
MIT
EDFAS,
VERGLEICH
VERSCHIEDENER
TYPEN
VON
EDFAS
FUER
WDM-ANWENDUNGEN
.
61
6.2.4.2.1
EDFAS
MIT
ZBLAN-FASEM
.
62
6.2.4.2.2
YYHYBRIDE
EDFAS
"
.65
6.2.4.2.3
SONSTIGE
MASSNAHMEN
ZUR
GLAETTUNG
DES
SPEKTRALEN
VERSTAERKUNGSPROFILS
.
67
6.3
P
RASEODYM
-
DOTIERTE
F
ASERVERSTAERKER
(PDFA
S
)
.68
6.3.1
AUFBAU
DES
VERSTAERKERS,
UNTERSCHIEDE
GEGENUEBER
DEM
EDFA
.69
6.3.2
DIE
PROBLEMATIK
DES
PDFA
.
70
6.3.3
EIGENSCHAFTEN
DES
PDFA,
DATEN,
ANWENDUNGEN
.
72
6.3.4
DIE
HEUTE
BESTEHENDEN
PROBLEME
BEI
DER
REALISIERUNG
VON
FASERVERSTAERKEM
FUER
DAS
1300-NM-FENSTER,
MOEGLICHE
WEGE
UND
VERSUCHE
ZU
IHRER
LOESUNG
.
79
6.3.4.1
WEITERENTWICKLUNG
UND
OPTIMIERUNG
DER
TRADITIONELLEN
TECHNIK
DER
HER
STELLUNG
PRASEODYM-DOTIERTER
FASERN
AUS
FLUORIDGLAS
BASIEREND
AUF
ZRF
4
MIT
HOHER
NUMERISCHER
APERTUR
UND
GERINGER
GRUNDDAEMPFUNG,
ERHOEHUNG
BZW.
MASSNAHMEN
ZUR
ERHOEHUNG
DER
STABILITAET
.
79
6.3.4.2
ENTWICKLUNG
OPTIMALER
PUMPLICHTQUELLEN
.
83
6.3.4.3
FLUORIDGLAS-FASEM
UND
DIE
ENTWICKLUNG
VON
FASERN
AUF
DER
BASIS
NEUER
GLAS-SYSTEME
MIT
NOCH
NIEDRIGEREN
PHONONENENERGIEN
.
84
6.3.4.3.1
FLUORIDGLAS-UEBERTRAGUNGSFASEM
.
85
6.3.4.3.2
PRASEODYM-DOTIERTE
GLASFASERN
.
86
6.3.4.4
AUSBLICK
.
87
7
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
(SLA).
90
7.1
D
IE
BESONDEREN
E
IGENSCHAFTEN
UND
P
ROBLEME
DES
H
ALBLEITERLASERVERSTAER
KERS
.
91
7.1.1
DAS
PROBLEM
DER
RESTREFLEXIONEN
.
92
7.1.2
DAS
PROBLEM
DER
POLARISATIONSABHAENGIGEN
VERSTAERKUNG
.
93
7.1.3
KURZER
UEBERBLICK
UEBER
DIE
TYPISCHEN
EIGENSCHAFTEN
DES
SLA
IM
VERGLEICH
ZU
DENJENIGEN
EINES
FASERVERSTAERKERS
.
93
7.2
P
OLARISATIONSUNABHAENGIGE
V
ERSTAERKUNG
MIT
H
ALBLEITERLASERVERSTAERKERN
.95
7.2.1
POLARISATIONSUNABHAENGIGE
SCHALTUNGS-KONFIGURATIONEN
.95
7.2.2
POLARISATIONSUNABHAENGIGE
HALBLEITERLASERVERSTAERKER,
2
VERSCHIEDENE
BAUFORMEN
.
95
7.2.2.1
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
MIT
"BULK"-STRUKTUR
.
96
7.2.2.2
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
MIT
VERSPANNTEN
QUANTENSCHICHTEN
.
99
7.2.2.3
AUSNAHME:
POLARISATIONSABHAENGIGER
LEISTUNGSVERSTAERKER
.
102
7.3
L
INEARISIERUNG
DURCH
S
TABILISIERUNG
DER
V
ERSTAERKUNG
(
GAIN
-
CLAMPING
)
.
103
7.4
D
IE
N
UTZBARKEIT
NICHTLINEARER
E
FFEKTE
.
108
7.4.1
DIE
NUTZUNG
NICHTLINEARER
EFFEKTE
ZUR
PULSFORMUNG
FUER
REGENERATIVE
ZWECKE
BEI
DER
VERSTAERKUNG
KURZER
PULSE;
"NICHTLINEARE
RZ-UEBERTRAGUNG"
.
108
7.4.2
UMSETZUNG
DES
SIGNALS
AUF
EINE
ANDERE
OPTISCHE
TRAEGERFREQUENZ
(FREQUENZ-
BZW.
WELLENLAENGEN-KONVERTER
UND
TRANSMULTIPLEXER)
.
109
7.4.2.1
FREQUENZKONVERSION
DURCH
KREUZ-VERSTAERKUNGSMODULATION
(XGM:
CROSS
GAIN
MODULATION)
.
110
7.4.2.2
FREQUENZKONVERSION
DURCH
KREUZ-PHASENMODULATION
(XPM:
CROSS-PHASE-
MODULATION)
.
111
7.4.2.3
FREQUENZ-KONVERSION
DURCH
VIERWELLENMISCHUNG
(FWM:
FOUR
WAVE
MIXING)
111
7.4.3
DISPERSIONSKOMPENSATION
DURCH
DAS
VERFAHREN
DER
SPEKTRALEN
INVERSION
.
117
7.4.4
DER
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
ALS
AKTIVE
KOMPONENTE
FUER
ULTRASCHNELLE
PHOTO
NISCHE
SIGNALVERARBEITUNG,
Z.
B.
ALS
OTDM-OFDM-TRANSMULTIPLEXER
.
117
7.5
A
NWENDUNGEN
.
118
7.5.1
ANWENDUNGEN
ALS
VERSTAERKER
.
119
7.5.1.1
OPTISCHER
VORVERSTAERKER
.
120
7.5.1.2
OPTISCHER
LEISTUNGSVERSTAERKER
.
121
7.5.1.3
OPTISCHERSTRECKENVERSTAERKER
.
121
7.5.2.
DER
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
ALS
SCHNELLER
ELEKTRONISCHER
SCHALTER
UND
MODULATOR
.
123
7.5.3
DER
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
ALS
DETEKTOR
.
127
7.5.4
DER
HALBLEITERLASERVERSTAERKER
ALS
MULTIFUNKTIONALES
BAUELEMENT
IN
ZUKUENFTIGEN
OPTISCHEN
CROSSCONNECTS
(ALS
OPTISCHER
VERSTAERKER,
SCHALTER,
FREQUENZKON
VERTER
UND
TRANSMULTIPLEXER)
.
128
7.6
V
ERGLEICH
UND
B
EWERTUNG
DER
VERSCHIEDENEN
T
YPEN
VON
H
ALBLEITERLASER
VERSTAERKERN
-
ERREICHTER
TECHNOLOGISCHER
S
TAND
UND
A
SPEKTE
DER
W
EITER
ENTWICKLUNG
.
129
8
ZUSAMMENFASSENDE,
VERGLEICHENDE
UND
BEWERTENDE
BETRACH
TUNG
DER
OPTISCHEN
VERSTAERKER,
IHRES
ENTWICKLUNGSSTANDES
UND
DER
PERSPEKTIVEN
WEITERER
ENTWICKLUNGEN
UND
ZUKUENFTIGEN
EINSATZES
.
133
9
LITERATURVERZEICHNIS
.
147 |
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