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(zhì)量。這種再生中繼器的基本功能是進行光－電－光轉(zhuǎn)換，并在光信號轉(zhuǎn)為電信號時進行再生、整形和定時處理，恢復(fù)信號的形狀和幅度，然后可轉(zhuǎn)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(shè)備很復(fù)雜，可靠性也不高。多年來，人們一直在設(shè)想能否去掉這種光－電－光轉(zhuǎn)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(zhuǎn)（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(dǎo)體激光器特性的改善，首先出現(xiàn)了法布里－泊羅型半導(dǎo)體激光放大器，接著開始了對行波式半導(dǎo)體激光放大器的研究。另一方面，隨著光纖技術(shù)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(yīng)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(dǎo)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(xué)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。
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光放大器在光波系統(tǒng)中的應(yīng)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(yīng)用所示。同傳統(tǒng)的半導(dǎo)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(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號再生等復(fù)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(shù)基礎(chǔ)。
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