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（groun
光纤放大器
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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增益与掺铒光纤长度的关系
EDFA的增益还跟输进光的程度、泵浦光功率及光纤中铒离子Er3+的浓度都有关系，如小信号输进时的增益系数大于大信号输进时的增益系数。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。当输进光变强时，由于高能位的电子供给不充分，受激辐射光的增加变少，于是就出现饱和。泵浦光功率越大，掺铒光纤越长，3 dB饱和输出功率也就越大。但随着传输码率的提高，“再生”的难度也随之提高，于是中继部分成了信号传输容量扩大的“瓶颈”。其次与当Er3+的浓度超过一定值时，增益反而会降低，因此要控制好掺铒光纤的铒离子浓度。
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掺铒光纤放大器级联的改进
之所以采用掺铒光纤放大器级联的方式，一是插进两级间的光隔离器有效地抑制了第二段EDF的反向自发辐射(ASE)，使其不能进进首段EDF，减少了泵浦功率在反向ASE上的消耗，使泵浦光子更有效地转换成信号光能量；由于Er3+离子在亚稳态能级上寿命较长，因此很轻易在亚稳态与基态之间形成粒子数反转。二是分为两级后，各自的增益可以任意分配，可以根据不同的增益要求和应用环境改变相应的增益。
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