摻鉺光纖放大器工作原理和應(yīng)用方式
摻鉺光纖放大器工作原理和應(yīng)用方式
摻鉺光纖放大器（EDFA）的工作原理：在摻鉺光纖（EDF）中，鉺離子有三個(gè)能級(jí)，其中能級(jí)1代表基態(tài)，能量最低；能級(jí)2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級(jí)；能級(jí)3代表激發(fā)態(tài)，能量最高。當(dāng)泵浦光的光子能量等于能級(jí)3和能級(jí)1的能量差時(shí)，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。但是，激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，鉺離子很快返回到能級(jí)2.如果輸入的信號(hào)光的能量等于能級(jí)2和能級(jí)1的能量差，則處于能級(jí)2的鉺離子將躍遷到基態(tài)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號(hào)光得到放大。由此可見(jiàn)，這種放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光能量的結(jié)果。為提高放大器增益，應(yīng)提高對(duì)泵浦光的吸收，使基態(tài)鉺離子盡可能躍遷到激發(fā)態(tài)。
EDFA的應(yīng)用，歸納起來(lái)可以分為三種形式：
（1） 中繼放大器。（在光纖線路上每隔一定距離設(shè)置一個(gè)光纖放大器，以延長(zhǎng)傳輸距離。）
（2） 前置放大器。（此放大器至于光接收機(jī)前面，放大非常微弱的光信號(hào)，以改善接收靈敏度。作為前置放大器，要求噪聲系數(shù)盡量小。）
（3） 后置放大器。（此放大器置于光發(fā)射機(jī)后面，以提高發(fā)射光功率。）
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