SOA的工作原理

SOA的工作原理是由驅(qū)動電路是將半導(dǎo)體載流子轉(zhuǎn)化為反轉(zhuǎn)粒子，使得注入光幅度增大，并保持注入種子光的偏振、線寬、頻率等基本物理特性。隨著工作電流的增加，輸出功率成一定的函數(shù)增長關(guān)系。

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光放大器分類介紹

在目前實用化的光纖放大器中主要有摻鉺光纖放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier，EDFA）、半導(dǎo)體光放大器（SOA）和光纖喇曼放大器（FRA）等，其中摻鉺光纖放大器以其優(yōu)越的性能現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于長距離、大容量、高速率的光纖通信系統(tǒng)、接入網(wǎng)、光纖CATV網(wǎng)等。前面板提供電源開關(guān)，LCD功率顯示，輸出功率調(diào)解旋鈕，同時提供了RS232接口，廣泛應(yīng)用于非線性光學(xué)、光纖傳感和光纖通信等領(lǐng)域。

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光纖放大器

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EDFA的基本性能

EDFA中，當(dāng)接入泵浦光功率后輸入信號光將得到放大，同時產(chǎn)生部分ASE自發(fā)輻射光，兩種光都消耗上能級的鉺粒子。由于Er3 離子在亞穩(wěn)態(tài)能級上壽命較長，因此很輕易在亞穩(wěn)態(tài)與基態(tài)之間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。當(dāng)泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)程度很高，并可認(rèn)為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數(shù)保持不變，放大器的增益將達(dá)到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。

在給定輸入泵浦光功率時，隨著信號光和ASE光的增大，上能級粒子數(shù)的增加將因不足以補(bǔ)償消耗而逐漸減少，增益也將不能維持初始值不變，并逐漸下降，此時放大器進(jìn)入飽和工作狀態(tài)，增益產(chǎn)生飽和。在放大過程中，亞穩(wěn)態(tài)上的粒子也會以自發(fā)輻射的方式躍遷到基態(tài)，自發(fā)輻射產(chǎn)生的光子也會被放大，這種放大的自發(fā)輻射（ASE:AmplifiedSpontaneousEmission）會消耗泵浦光并引入噪聲。飽和增益值不是一個確定值，隨輸入功率和飽和深度以及泵浦光功率而變。

增益與摻鉺光纖長度的關(guān)系

EDFA的增益還跟輸進(jìn)光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3 的濃度都有關(guān)系，如小信號輸進(jìn)時的增益系數(shù)大于大信號輸進(jìn)時的增益系數(shù)。當(dāng)輸進(jìn)光弱時，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供給，因而，受激輻射就能維持達(dá)到相當(dāng)?shù)某潭?。光放大器?yīng)用在BOTDR系統(tǒng)隨著光纖傳感及信息處理等科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BOTDR技術(shù)也得到了長足的發(fā)展并日益成熟，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。當(dāng)輸進(jìn)光變強(qiáng)時，由于高能位的電子供給不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現(xiàn)飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長，3 dB飽和輸出功率也就越大。其次與當(dāng)Er3 的濃度超過一定值時，增益反而會降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。

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