掺铒光纤放大器工作原理和应用方式

掺铒光纤放大器工作原理和应用方式
掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理：在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级，其中能级1代表基态，能量最低；能级2是亚稳态，处于中间能级；能级3代表激发态，能量最高。当泵浦光的光子能量等于能级3和能级1的能量差时，铒离子吸收泵浦光从基态跃迁到激发态。但是，激发态是不稳定的，铒离子很快返回到能级2.如果输入的信号光的能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的铒离子将跃迁到基态，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光能量的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态铒离子尽可能跃迁到激发态。
EDFA的应用，归纳起来可以分为三种形式：
（1） 中继放大器。（在光纤线路上每隔一定距离设置一个光纤放大器，以延长传输距离。）
（2） 前置放大器。（此放大器至于光接收机前面，放大非常微弱的光信号，以改善接收灵敏度。作为前置放大器，要求噪声系数尽量小。） 
（3） 后置放大器。（此放大器置于光发射机后面，以提高发射光功率。）