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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。大氣中的粒子還可能吸收激光的能量，使信號的功率衰減，在無線光通訊系統中光纖通訊系統低損耗的傳播路徑已不復存在。

   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。為什么光纖放大器被廣泛應用惡劣的天氣情況，會對無線光通訊系統的傳播信號產生衰耗作用。

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為什么使用光線放大器

在光纖放大器實用化以前，為了克服光纖傳輸中的損耗，每傳輸一段距離都要進行“再生”，即把傳輸后的弱光信號轉換成電信號，經過放大、整改后，再去調制激光器，生成一定強度的光信號，即所謂的O—E—O光電混合中繼。但隨著傳輸碼率的提高，“再生”的難度也隨之提高，于是中繼部分成了信號傳輸容量擴大的“瓶頸”。光纖放大器的出現解決了這一問題；光隔離器的作用是抑制光反射，以確保放大器工作穩定，它必須是插進損耗低，與偏振無關，隔離度優于40dB。

期望大家在選購光放大器時多一份細心，少一份浮躁，不要錯過細節疑問。想要了解更多光放大器的相關資訊，歡迎撥打圖片上的熱線電話！！！！

　光纖放大器類型介紹

以下是康冠光電為您一起分享的內容，康冠光電專業生產光纖放大器，歡迎新老客戶蒞臨。

典型的EDFA結構主要由摻鉺光纖(EDF)、泵浦光源、耦合器、隔離器等組成。

摻鉺光纖是EDFA的核心部件。它以石英光纖作為基質，在纖芯中摻人固體激光工作物質鉺離子，在幾米至幾十米的摻鉺光纖內，光與物質相互作用而被放大、增強。光隔離器的作用是抑制光反射，以確保放大器工作穩定，它必須是插進損耗低，與偏振無關，隔離度優于40 dB。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。