光放大器能直接放大光信号，无需转化成电信号，对信号的格式和速率具有高度的透明性，使得整个光纤通信传输系统更加简单和灵活。它的出现和实用化在光纤通信中引起了一场革命。目前成功研制出来的光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两大类。每一类又有不同的应用结构和形式。
目录
半导体光放大器(SOA)
光纤喇曼放大器(FRA)
掺铒光纤放大器(EDFA）
总结
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半导体光放大器(SOA)
一、SOA的结构
SOA的结构
二、SOA的性能
G:~30dB;
lD:~30nm;
l:1.3μm,1.55μm;
可实现增益兼开关功能Fn:~4dB.
三、SOA的特点
1、可放大任意波长
2、 体积小
3、 结构较为简单
4、功耗低
5、 寿命长
6、易于同其它光器件和电路集成
7、成本低
8、 可实现增益兼开关功能Fn:~4dB.
光纤喇曼放大器(FRA)
光纤喇曼放大器(FRA)
利用强泵浦光使光纤产生非线性效应受激喇曼散射(SRS),信号光与泵浦光沿光纤一起传输时光功率将由泵浦光转移到信号光,使信号光放大.
喇曼放大器也有多种泵浦型式
一、FRA放大原理
FRA放大原理
二、FRA种类
分布式 1、利用传输光纤(数公里)2、接收端有时需用滤波器3、主要用于放大EDFA不能放大的特殊波长
分立式 1、利用高掺锗光纤提高效率2、多用后向泵浦型3、可用多泵浦实现宽带放大4、可与EDFA结合构成混合放大器
三、FRA的特点(与EDFA相比)
可放大任意波长(取决于泵浦波长)
可利用传输光纤
可用多泵浦实现宽带放大
缺点:
要求泵浦功率大
增益较小
增益谱平坦度较差
噪声较大
掺铒光纤放大器(EDFA）
一、EDFA的结构
（1）前向泵浦型（易于实现，易饱和，噪声大.）
前向泵浦型EDFA
（2）反向泵浦型（不易饱和，噪声较低)
反向泵浦型EDFA
(3)双向泵浦型（增益大，不易饱和）
双向泵浦型EDFA
EDFA的输入/输出关系
EDFA的输入/输出关系
双向泵源EDFA的增益与噪声性能
双向泵源EDFA的增益与噪声性能
二、EDFA的性能
增益G:30~40dB
增益波长:1528nm~1560nm
噪声系数:Fn:~4dB
饱和输出功率s:~10dBm
三、EDFA的特点
1、工作波长与光纤最小损耗窗口一致
2、增益高，噪声低，输出功率大
3、增益特性稳定：EDFA增益对温度不敏感
4、与fb无关.
5、与信道数无关
6、可级联
7、不积累抖动
四、应用
1、高速系统中功率放大，中继，接收预放
高速系统中功率放大，中继，接收预放
2、DWDM系统，OTDM系统，光孤子系统等
DWDM系统
总结
目前EDFA在长途骨干网、城域网和CATV网络中发挥着关键性作用，但EDFA存在级联噪声过大和增益带宽受限等弱点。与EDFA相比，FRA具有增益带宽宽、能在全波范围内进行光放大以及有效噪声低等优点，特别适合超长距离传输和海底光缆通信，但FRA对泵浦源要求苛刻，其商用化受限，随着瓦级的泵浦激光器小型化、商用化，FRA与局部平坦的EDFA配合使用不仅可以实现平坦宽带放大，而且可以有效地抑制系统的非线性与色散等，在未来的光纤通信系统中，FRA＋EDFA将是光放大技术的主流。
