光放大器的開(kāi)發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)中的一個(gè)非常重要的成果，它極大地促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。顧名思義，光放大器就是放大光信號(hào)。在此之前，傳送信號(hào)的放大都是要實(shí)現(xiàn)光電變換及電光變換，即O/E/O變換。有了光放大器后就可直接實(shí)現(xiàn)光信號(hào)放大。光放大器主要有3種:光纖放大器、拉曼放大器以及半導(dǎo)體光放大器。光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子(如鉺、鐠、銩等)作為激光活性物質(zhì)。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的(如圖4所示)。摻鉺光纖放大器[1]的增益帶較寬，覆蓋S、C、L頻帶;摻銩光纖放大器的增益帶是S波段;摻鐠光纖放大器的增益帶在1310nm附近。而喇曼光放大器則是利用喇曼散射效應(yīng)制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖后，會(huì)發(fā)生非線性效應(yīng)喇曼散射。在不斷發(fā)生散射的過(guò)程中，把能量轉(zhuǎn)交給信號(hào)光，從而使信號(hào)光得到放大。由此不難理解，喇曼放大是一個(gè)分布式的放大過(guò)程，即沿整個(gè)線路逐漸放大的。其工作帶寬可以說(shuō)是很寬的，幾乎不受限制。這種光放大器已開(kāi)始商品化了，不過(guò)相當(dāng)昂貴。半導(dǎo)體光放大器[2](S0A)一般是指行波光放大器，工作原理與半導(dǎo)體激光器相類似。其工作帶寬是很寬的但增益幅度稍小一些，制造難度較大。光放大器就是放大光信號(hào)。寶安Pre-EDFA光放大器設(shè)計(jì)
通過(guò)對(duì)目前DWDM光傳輸系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的三種放大器的比較，我們不難看出，SOA由于其體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于集成，因而發(fā)展很快，在技術(shù)上已比較成熟。但是，迄今為止，其性能與EDFA相比仍有較大差距。SOA雖然失去了原有放大器領(lǐng)域的作用，但卻在波長(zhǎng)變換、高速光開(kāi)關(guān)、光復(fù)用／解復(fù)用領(lǐng)域大放異彩。FRA由于采用分布式放大，因此可以補(bǔ)償色散補(bǔ)償器件帶來(lái)的損耗，同時(shí)可以避免非線性效應(yīng)，F(xiàn)RA能在EDFA所不能放大的波段實(shí)現(xiàn)放大，既能在全波長(zhǎng)范圍內(nèi)放大光信號(hào)，又特別適用于超長(zhǎng)距離傳輸和海底光纜通信等不方便設(shè)立中繼器的場(chǎng)合，因而倍受歡迎，已成為研發(fā)熱點(diǎn)，并隨著瓦級(jí)的泵浦激光器小型化、商用化而進(jìn)入實(shí)用化，成為繼EDFA之后的又一顆璀璨明珠。EDFA由于其工作波長(zhǎng)恰好與光纖通信比較好窗口（1540nm）相吻合，并且，其技術(shù)開(kāi)發(fā)和商品化較成熟，因而是目前較令人滿意的光放大器?？傊?，高增益、大輸出功率、低噪聲系數(shù)是EDFA、SOA和FRA的共同發(fā)展方向。寶安Pre-EDFA光放大器設(shè)計(jì)EDFA存在級(jí)聯(lián)噪聲過(guò)大和增益帶寬受限等弱點(diǎn)。
現(xiàn)代光放大器中較早出現(xiàn)的是半導(dǎo)體光放大器（SOA）。它的基本結(jié)構(gòu)、原理和特性與半導(dǎo)體激光器非常相似。它們工作原理都是基于激光半導(dǎo)體介質(zhì)固有的受激輻射光放大機(jī)制，所不同的在于SOA去掉了構(gòu)成激光振蕩的諧振腔，并且SOA是由電流直接激勵(lì)驅(qū)動(dòng)的。半導(dǎo)體光放大器的優(yōu)點(diǎn)是尺寸小、頻帶寬、增益高；但缺點(diǎn)是與光纖的耦合損耗太大、易受環(huán)境溫度的影響、工作穩(wěn)定性較差。但半導(dǎo)體光放大器容易集成，適宜同光集成和光電集成電路結(jié)合使用。通常光半導(dǎo)體放大器分為兩大類：一種是將普通半導(dǎo)體激光器用作光放大器，稱為法布里——泊羅（F-P）半導(dǎo)體激光放大器（FPA），另一種是在F-P激光器的兩個(gè)端面上涂上抗反射膜，以獲得寬頻、低噪的高輸出特性。由于這種放大器是在光行進(jìn)過(guò)程中對(duì)光進(jìn)行放大的，故被稱為行波式光放大器。由于半導(dǎo)體光放大器的工作原理決定了其放大增益不是很高，因此半導(dǎo)體放大器在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)中作為純粹功率放大應(yīng)用較少，它更多的是被用作高速通信網(wǎng)中光開(kāi)關(guān)、光復(fù)用／解復(fù)用器和波長(zhǎng)變換器等光信號(hào)處理模塊。
首先，針對(duì)摻鉺光纖放大器這三個(gè)能級(jí)，我們外加一個(gè)泵浦光源，泵浦源的目的是給物質(zhì)輸入能量，使得低能級(jí)E1的粒子吸收泵浦光的能量后紛紛向上躍遷到E3能級(jí)，也就是激發(fā)態(tài)，我們稱這個(gè)過(guò)程為電子吸收泵浦光躍遷。而E3能級(jí)上的粒子是處于激發(fā)態(tài)，非常不穩(wěn)定，所以在沒(méi)有外界粒子激發(fā)的情況下，它就會(huì)紛紛地向下躍遷，躍遷到E2能級(jí)也就是亞穩(wěn)態(tài)，我們稱這個(gè)過(guò)程為無(wú)輻射躍遷，沒(méi)有外界粒子激發(fā)，高能級(jí)的粒子就自動(dòng)地自發(fā)地向下躍遷到低能級(jí)。光放大器主要有3種: 光纖放大器、拉曼放大器以及半導(dǎo)體光放大器。
常規(guī)光纖放大器就是利用傳輸光纖制作的光放大器，它是利用光纖的三階非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)生的增益機(jī)制對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大。其特點(diǎn)是傳輸線路和放大線路同為光纖，是一種分布參數(shù)式的光放大器。其主要的缺點(diǎn)是由于單位長(zhǎng)度的增益系數(shù)較低，需要很高的泵浦光功率。這類器件中光纖拉曼放大器是其中的佼佼者，它具有在1270~1670nm全波段實(shí)現(xiàn)光放大和利用傳輸光纖作在線放大的優(yōu)點(diǎn)。稀土摻雜光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子(如鉺、鐠、銩等)作為激光活性物質(zhì)。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的。摻鉺光纖放大器的增益帶較寬，覆蓋S、C、L頻帶；摻銩光纖放大器的增益帶是S波段；摻鐠光纖放大器的增益帶在1310nm附近。什么是光纖放大器？光放大器的原理是什么？飛博光電摻鉺光纖光放大器推廣
光放大器的開(kāi)發(fā)成功及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)中的一個(gè)非常重要的成果。寶安Pre-EDFA光放大器設(shè)計(jì)
在光纖接入網(wǎng)中，在DWDM傳輸系統(tǒng)、光纖CATV和光纖接入網(wǎng)中有著較廣的應(yīng)用。盡管用戶系統(tǒng)的距離較短，但用戶網(wǎng)的分支太多，需要用光纖放大器來(lái)提高光信號(hào)的功率以補(bǔ)償光分配器造成的光損耗和提高用戶的數(shù)量，降低用戶網(wǎng)的建設(shè)成本。在光纖CATV系統(tǒng)中，隨著其規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其鏈路的傳輸距離不斷增長(zhǎng)，光路的傳輸損耗也不斷增加，將光纖放大器應(yīng)用在光纖CATV系統(tǒng)中不但可提高光功率，補(bǔ)償鏈路的損耗，增加光用戶終端，而且簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了系統(tǒng)成本，加快了光纖CATV的發(fā)展。寶安Pre-EDFA光放大器設(shè)計(jì)
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