本案例展示了EDFA中的两种离子-离子相互作用效应:
均匀上转换(HUC)2. 非均匀离子对浓度淬灭(PIQ)离子-离子相互作用效应涉及稀土离子之间的能量转移问题。当稀有离子的局部浓度变得足够高时,就不能假设每个孤立的离子都是独立作用于其周围。当放大转换的上能级被能量转移耗尽时,这可能对放大器性能产生负面影响。一、均匀上转换均匀上转换效应是Er3+–Er3+相互作用效应,其对EDFA性能的影响与光纤中铒离子的浓度有关。在具有高浓度铒离子(nt>5.1024m-3)的光纤中,与具有较低铒浓度的光纤相比,非均匀上转换往往会对放大器性能造成更大的损害。为了证明EDFA中均匀上转换的影响,针对不同的光纤模拟了图1中所示的系统,并分析了增益。
其中nt是铒离子的浓度,而Uc是两粒子上转换系数。分别仿真四种光纤:一种光纤没有均匀的上转换效应,三种光纤的上转换寿命分别为1ms、2ms和5ms。所有光纤都考虑了相同的铒离子浓度。在考虑均匀上转换的纤维的情况下,上转换系数(Uc)的值被设置之后,便确定了相应的上转换寿命。图2(a)显示了没有均匀上转换的光纤的选项卡设置,图2(b)考虑了1ms的上转换寿命。