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      科學是永無止境的，它是一個永恒之謎。     —愛因斯坦（A.Einstein）

       圖8.1.1a為一個實用光纖放大器的構成方框圖。光纖放大器的關鍵部件是摻鉺光纖和高功率泵浦源、作為信號和泵浦光復用的波分復用器（WDM）、為了防止光反饋和減小系統(tǒng)噪聲在輸入和輸出端使用的光隔離器。

圖8.1.1 摻鉺光纖放大器

a）EDFA組成圖 b）980nm大功率輸出泵浦激光器

       具有增益放大特性的摻鉺光纖是光纖放大器的重要組成部分。EDFA的增益與許多參數有關，如鉺離子濃度、放大器長度、芯徑以及泵浦光功率等。

       對泵浦源的基本要求是高功率和長壽命。可以在幾個波長上對摻鉺光纖進行有效的激勵。采用1480nm的InGaAs多量子阱（MQW）激光泵浦時，EDFA的輸出功率可達100mW，該波長的泵浦增益系數較高，而且EDFA的帶寬與現已實用化的銦鎵砷（InGaAs）激光器相匹配。也可以使用980nm波長光對EDFA泵浦，這種泵浦效率高，噪聲低，現已廣泛使用。

       波分復用器把泵浦光與信號光復合。

       光隔離器被插入輸入端和輸出端，其目的是為了抑制光路中的反射，從而使系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠、降低噪聲。對隔離器的基本要求是插入損耗低、反向隔離度大。

       由于自發(fā)輻射噪聲在信號被放大期間疊加到了信號上，所以對于所有的放大器，信號被放大后的信噪比（SNR）均有所下降。與電子放大器類似，用放大器噪聲指數Fn來衡量SNR下降的程度，并定義為

式中，SNR指的是由光探測器將光信號轉變成電信號的信噪比，（SNR）in表示光放大前的光電流信噪比，（SNR）out表示光放大后的光電流信噪比。通常，Fn與探測器的參數，如散粒噪聲和熱噪聲有關， 對于性能僅受限于散粒噪聲的理想探測器，同時考慮到放大器增益G＞＞1，就可以得到Fn的簡單表達式

式中，nsp為自發(fā)輻射系數或粒子數反轉系數。

       該式表明，即使對于理想的放大器（nsp=1)，放大后信號的SNR也要比輸入信號的SNR低3dB；對于大多數實際的放大器，Fn超過3dB， 可能降低到5~8dB。在光通信系統(tǒng)中，光放大器應該具有盡可能低的Fn。