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soa的工作原理

soa的工作原理是由驱动电路是将半导体载流子转化为反转粒子，使得注入光幅度增大，并保持注入种子光的偏振、线宽、频率等基本物理特性。随着工作电流的增加，输出功率成一定的函数增长关系。

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        光纤放大器的工作原理

掺铒光纤放大器的工作原理

er3+能级图及放大过程：掺铒光纤放大器之所以能放大光信号的基本原理在于er3＋吸收泵浦光的能量，由基态4i15/2跃迁至处于高能级的泵浦态，对于不同的泵浦波长电子跃迁到不同的能级，当用980nm波长的光泵浦时，如图15-1所示，er＋3从基态跃迁至泵浦态4i11/2。当输进光弱时，高能位电子的消耗减少并可从泵激得到充分的供给，因而，受激辐射就能维持达到相当的程度。由于泵浦态上的载流子的寿命只有1μs，电子迅速以非辐射方式由泵浦态豫驰至亚稳态，在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵浦下，亚稳态上的粒子不断累积，从而实现粒子数反转分布。当有1550nm的信号光通过已被激发的铒光纤时，在信号光的感应下，亚稳态上的粒子以收集受激辐射的方式跃迁到基态，同时释放出一个与感应光子全同的光子，从而实现了信号光在掺铒光纤的传播过程中不断放大。在放大过程中，亚稳态上的粒子也会以自发辐射的方式跃迁到基态，自发辐射产生的光子也会被放大，这种放大的自发辐射ase: amplified spontaneous emission会消耗泵浦光并引入噪声。

   edfa的基本性能

edfa中，当接入泵浦光功率后输入信号光将得到放大，同时产生部分ase自发辐射光，两种光都消耗上能级的铒粒子。双向泵浦可以采用同样波长的泵浦源，也可采用1480nm和980nm双泵浦源方式。当泵浦光功率足够大，而信号光与ase很弱时，上下能级的粒子数反转程度-，并可认为沿edfa长度方向上的上能级粒子数保持不变，放大器的增益将达到-的值，而且随输入信号光功率的增加，增益仍维持恒定不变，这种增益称为小信号增益。

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光放大器的原理

掺铒光纤放大器erbium-doped optical fiber amplifier，edfa的组成基本上包括了掺铒光纤，泵浦激光器，光合路器几个部分。基于不同的用途，掺铒光纤放大器已经发展出多种不同的结构。

edfa的放大原理与雷射产生原理类似，光纤中参杂的稀土族元素er(3+)其亚稳态meta-stable state和基态ground state的能量差相当于1550nm光子的能量、

当吸收适当波长的泵浦光能量980nm或1480nm后，电子会从基态跃迁到能阶较高的激发态exciting state，接着释放少量能量转移到较稳定的亚稳态、在泵浦光源足够时铒离子的电子会发生居量反转population reverse，即高能阶的亚稳态比能阶低的基态电子数量多、当适当的光信号通过时，亚稳态电子会发生受激辐射效应，放出大量同波长光子、但因为存在振动能阶，所以波长不是单一而是一个范围，典型值为1530~1570nm、

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