文档介绍：以1989年诞生的掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA)代表的光放大器技术可以说是光纤通信技术上的一次革命。
光放大器在光纤通信系统目前最重要的应用就是促使了波分复用技术(Wavelength Division Multiplexing，WDM)走向实用化。
第1页/共42页
光放大器还将促进光孤子通信技术的实用化。光孤子通信是利用光纤的非线性来补偿光纤的色散作用的一种新型通信方式。
光放大器的发展史
光放大器的发展最早可追溯到1923年A·斯梅卡尔预示的自发喇曼散射。1928年印度加尔各答大学的喇曼观测到自发喇曼效应。
第2页/共42页
光放大器的分类
光放大器按原理不同大体上有三种类型。
(1) 掺杂光纤放大器，就是利用稀土金属离子作为激光工作物质的一种放大器。
第3页/共42页
(2) 传输光纤放大器，其中有受激喇曼散射(Stimulated Raman Scattering，SRS)光纤放大器、受激布里渊散射(Stimulated Brilliouin Scattering，SBS)光纤放大器和利用四波混频效应(FWM)的光放大器等。
(3) 半导体激光放大器。其结构大体上与激光二极管(Laser Diode，LD)相同。
这几种类型的光放大器的工作原理和激励方式各不相同。
第4页/共42页
光纤放大器的重要指标
1. 光放大器的增益
(1) 增益G与增益系数g
放大器的增益定义为
式中：Pout，Pin分别为放大器输出端与输入端的连续信号功率。
第5页/共42页
(2) 放大器的带宽
人们希望放大器的增益在很宽的频带内与波长无关。这样在应用这些放大器的系统中，便可放宽单信道传输波长的容限，也可在不降低系统性能的情况下，极大地增加WDM系统的信道数目。
第6页/共42页
(3) 增益饱和与饱和输出功率
由于信号放大过程消耗了高能级上粒子，因而使增益系数减小，当放大器增益减小为峰值的一半时，所对应的输出功率就叫饱和输出功率，这是放大器的一个重要的参数，饱和功率用Pouts表示。
第7页/共42页
2. 放大器噪声
放大器本身产生噪声，放大器噪声使信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)下降，造成对传输距离的限制，是光放大器的另一重要指标。
(1) 光纤放大器的噪声来源
光纤放大器的噪声主要来自它的放大自发辐射(Amplified Spontaneous Emission，ASE)。
第8页/共42页
(2) 噪声系数
由于放大器中产生自发辐射噪声，使得放大后的信噪比下降。它定义为输入信噪比与输出信噪比之比。
(SNR)in和(SNR)out分别代表输入与输出的信噪比。它们都是在接收机端将光信号转换成光电流后的功率来计算的。
第9页/共42页
掺铒光纤放大器
掺铒光纤放大器是将掺铒光纤在泵浦源的作用下而形成的光纤放大器。对这种掺杂光纤放大器影响较大的工作可追溯到1963年对玻璃激光器的研究。
第10页/共42页