光放大器OFA

　　傳統(tǒng)的長途光纖傳輸系統(tǒng)中，需要每隔一定的距離就加一個再生中繼器才能保證信號的質量。這種再生中繼器的基本功能是進行光－電－光轉換，并在光信號轉為電信號時進行再生、整形和定時處理，恢復信號的形狀和幅度，然后可轉換成光信號沿線路繼續(xù)傳輸。顯然，這種方式十分麻煩，電子設備很復雜，可靠性也不高。多年來，人們一直在設想能否去掉這種光－電－光轉換過程，直接在光路上對信號進行光放大，然后再繼續(xù)傳輸，即用一個全光型中繼器來代替光－電－光再生中繼器。其核心問題是需要發(fā)明一種性能優(yōu)良的光放大器。

　　光放大是指在泵浦能量（電或光）的作用下，實現(xiàn)粒子數(shù)反轉（非線性光纖放大器除外），然后通過受激輻射實現(xiàn)對入射光的放大。它與激光器不同之處在于光放大器沒有反饋機制。

　　早在1960年激光器發(fā)明不久，人們就開始了對光放大器的研究，但是真正開始實用化的研究卻是在1980年以后。隨著半導體激光器特性的改善，首先出現(xiàn)了法布里－泊羅型半導體激光放大器，接著開始了對行波式半導體激光放大器的研究。另一方面，隨著光纖技術的發(fā)展，出現(xiàn)了光纖拉曼放大器。80年代后期，摻稀土元素的光纖放大器脫穎而出，并很快達到實用水平，應用于越洋的長途光通信系統(tǒng)中。

　　目前能用于光纖通信的光放大器主要是半導體激光放大器和摻稀土金屬光纖放大器，特別是摻餌光纖放大器（EDFA）倍受青睞。1985年英國南安普頓大學首次研制成摻餌光纖，1989年以后摻餌光纖放大器的研究工作不斷取得重大突破。由于光纖放大器的問世，在1990年到1992年不到兩年的時間里，光纖系統(tǒng)的容量竟增加了一個數(shù)量級。而在1982年到1990年的8年時間里，光纖系統(tǒng)的容量才只增加了一個數(shù)量級。光放大器的作用和光纖傳輸容量的突飛猛進，為光纖通信展現(xiàn)了無限廣闊的發(fā)展前景。

光放大器在光波系統(tǒng)中的應用

　　那么，究竟什么是光纖放大器呢？光纖放大器（Optical Fiber Ampler，簡寫OFA）是指運用于光纖通信線路中，實現(xiàn)信號放大的一種新型全光放大器。根據(jù)它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種，如圖光放大器在光波系統(tǒng)中的應用所示。同傳統(tǒng)的半導體激光放大器（Semiconductor Optical Amplifier，簡寫為SOA）相比較，OFA不需要經(jīng)過光電轉換、電光轉換和信號再生等復雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長途光通信的中繼放大�？梢哉f，OFA為實現(xiàn)全光通信奠定了一項技術基礎。

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