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SOA的工作原理

SOA的工作原理是由驅動電路是將半導體載流子轉化為反轉粒子，使得注入光幅度增大，并保持注入種子光的偏振、線寬、頻率等基本物理特性。隨著工作電流的增加，輸出功率成一定的函數增長關系。

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        光纖放大器的工作原理

摻鉺光纖放大器的工作原理

Er3 能級圖及放大過程：摻鉺光纖放大器之所以能放大光信號的基本原理在于Er3＋吸收泵浦光的能量，由基態4I15/2躍遷至處于高能級的泵浦態，對于不同的泵浦波長電子躍遷到不同的能級，當用980nm波長的光泵浦時，如圖15-1所示，Er＋3從基態躍遷至泵浦態4I11/2。由于泵浦態上的載流子的壽命只有1μs，電子迅速以非輻射方式由泵浦態豫馳至亞穩態，在亞穩態上載流子有較長的壽命，在源源不斷的泵浦下，亞穩態上的粒子不斷累積，從而實現粒子數反轉分布。當有1550nm的信號光通過已被激發的鉺光纖時，在信號光的感應下，亞穩態上的粒子以收集受激輻射的方式躍遷到基態，同時釋放出一個與感應光子全同的光子，從而實現了信號光在摻鉺光纖的傳播過程中不斷放大。在放大過程中，亞穩態上的粒子也會以自發輻射的方式躍遷到基態，自發輻射產生的光子也會被放大，這種放大的自發輻射（ASE: Amplified Spontaneous Emission）會消耗泵浦光并引入噪聲。(3)將局部平坦的EDFA與光纖拉曼放大器進行串聯使用，獲得超寬帶的平坦增益放大器。

不同類型光纖放大器介紹

EDFA的結構

泵浦光由半導體激光器(LD)提供，與被放大信號光一起通過光耦合器或波分復用耦合器注入摻餌光纖(EDF)。光隔離器用于隔離反饋光信號，提高穩定性。光濾波器用于濾除放大過程中產生的噪聲。大氣環境多變的客觀性無法改變，要獲得更好更快的傳輸效果，對在大氣信道傳輸的光信號就提出了更高的要求，一般地，采用大功率的光信號可以得到更好的傳輸效果。為了提高EDFA的輸出功率，泵浦激光亦可從EDF的末端(放大器輸出端)注入，或輸入輸出端同時注入，

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光纖放大器

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EDFA的基本性能

EDFA中，當接入泵浦光功率后輸入信號光將得到放大，同時產生部分ASE自發輻射光，兩種光都消耗上能級的鉺粒子。當泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數反轉程度很高，并可認為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數保持不變，放大器的增益將達到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。隨著光纖放大器(EDFA)的迅速發展，穩定可靠的大功率光源將在各種應用中滿足無線光通訊的要求。

在給定輸入泵浦光功率時，隨著信號光和ASE光的增大，上能級粒子數的增加將因不足以補償消耗而逐漸減少，增益也將不能維持初始值不變，并逐漸下降，此時放大器進入飽和工作狀態，增益產生飽和。飽和增益值不是一個確定值，隨輸入功率和飽和深度以及泵浦光功率而變。不同類型光纖放大器介紹EDFA的結構泵浦光由半導體激光器(LD)提供，與被放大信號光一起通過光耦合器或波分復用耦合器注入摻餌光纖(EDF)。