光放大器

    光放大器就是放大光信号。在此之前,传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换,即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果,它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。

光放大器的分类

    现在主要有两种类型的光放大器:半导体光放大器(SOA)和(OFA)。半导体光放大器利用半导体材料固有的受激辐射放大机制,实现光放大,其原理和结构与半导体激光器相似。光纤放大器与半导体放大器不同,光纤放大器的活性介质(或称增益介质)是一段特殊的光纤或传输光纤,并且和泵浦激光器相连;当信号光通过这一段光纤时,信号光被放大。光纤放大器又可以分为掺稀土离子光纤放大器(Rare Earth Ion Doped Fiber Amplifier)和非线性光纤放大器。像半导体放大器一样,掺稀土离子光纤放大器的工作原理也是受激辐射;而非线性光纤放大器是利用光纤的非线性效应放大光信号。实用化的光纤放大器有掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier)。
    光放大器是一个模拟器件,所以它的性能参数都是模拟参数。
    增益(Gain)增益是输出光功率与输入光功率之比,也就是:
    增益=POUT/PIN
    其中POUT和PIN分别是输出光功率和输入光功率,功率的单位为瓦特;通常我们用分贝(dB)为单位来表示增益,也就是:增益(dB)=10lg(POUT/PIN)
    噪声指数(NF)光放大器的噪声指数(NF,Noise Figure)的定义式为光放大器输入输出端口的信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)的比值:
    增益带宽
    所谓增益带宽是指光放大器有效的频率(或波长)范围,通常指增益从最大值下降3dB时,对应的波长范围,如1.3.3中λa、λb之间。增益带宽的单位是纳米(nm)。对于WDM系统,所有光波长通道都要得到放大,因此,光放大器必须具有足够宽的增益带宽。
    饱和输出功率
    光放大器的输入光功率范围有一定的要求,当输入光功率大于某一阈值时,就会出现增益饱和;增益饱和是指输出功率不再随输入功率增加而增加或增加很小。根据ITU-T的建议,当增益比正常情况低3dB时的输出光功率称为饱和输出功率,其单位通常用dBm表示。

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