一、什么是光纖放大器

　　光纖放大器（OpticalFiberAmplifier，簡(jiǎn)寫(xiě)OFA）是指運(yùn)用于光纖通信線路中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的一種新型全光放大器。根據(jù)它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光放大器（SOA）相比較，OFA不需要經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生等復(fù)雜過(guò)程，可直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長(zhǎng)途光通信的中繼放大?？梢哉f(shuō)，OFA為實(shí)現(xiàn)全光通信奠定了一項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)。

　　二、光纖放大器分類(lèi)

　　光纖放大器是可以將信號(hào)進(jìn)行放大的一種新型全光放大器，根據(jù)它在光纖線路中的位置以及作用，一般可以分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光放大器相比較，OFA不需要經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生等復(fù)雜過(guò)程，可直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長(zhǎng)途光通信的中繼放大。

　　三、光纖放大器原理

　　光纖放大器技術(shù)就是在光纖的纖芯中摻入能產(chǎn)生激光的稀土元素，通過(guò)激光器提供的直流光激勵(lì)，使通過(guò)的光信號(hào)得到放大。傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)是采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設(shè)備影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，為去掉上述轉(zhuǎn)換過(guò)程，直接在光路上對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大傳輸，就要用一個(gè)全光傳輸型中繼器來(lái)代替這種再生中繼器。

　　四、摻鉺光纖放大器（EDFA）工作原理

　　1.EDFA基本模型如下圖所示，主要由摻鉺光纖、泵源、隔離器、合波器、耦合器、探測(cè)器及控制電路等部分組成。

　　其中，摻鉺光纖是放大器最基礎(chǔ)、關(guān)鍵的器件；泵源的作用是用來(lái)向摻鉺光纖提供能量，將基態(tài)的鉺離子（Er3+）激勵(lì)到高能態(tài)，致使粒子數(shù)發(fā)生反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生受激輻射，實(shí)現(xiàn)對(duì)1550nm波段光信號(hào)的放大．現(xiàn)在用得最廣泛的泵源是980nm的LD;隔離器主要用來(lái)防止放大器產(chǎn)生自激振蕩：合波器的作用是將泵浦光耦合到摻鉺光纖中去：耦合器則是將信號(hào)光分出一部分提供給探測(cè)器，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　2.EDFA的放大原理與雷射產(chǎn)生原理類(lèi)似，光纖中摻雜的稀土族元素Er（3+）其亞穩(wěn)態(tài)和基態(tài)的能量差相當(dāng)于1550nm光子的能量、當(dāng)吸收適當(dāng)波長(zhǎng)的泵浦光能量（980nm或1480nm）后，電子會(huì)從基態(tài)躍遷到能階較高的激發(fā)態(tài)，接著釋放少量能量轉(zhuǎn)移到較穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài)，在泵浦光源足夠時(shí)鉺離子的電子會(huì)發(fā)生居量反轉(zhuǎn)，即高能階的亞穩(wěn)態(tài)比能階低的基態(tài)電子數(shù)量多。當(dāng)適當(dāng)?shù)墓庑盘?hào)通過(guò)時(shí)，亞穩(wěn)態(tài)電子會(huì)發(fā)生受激輻射效應(yīng)，放射出大量同波長(zhǎng)光子，但因?yàn)榇嬖谡駝?dòng)能階，所以波長(zhǎng)不是單一的而是一個(gè)范圍，典型值為1530nm~1570nm。