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SOA的工作原理

SOA的工作原理是由驅動電路是將半導體載流子轉化為反轉粒子，使得注入光幅度增大，并保持注入種子光的偏振、線寬、頻率等基本物理特性。隨著工作電流的增加，輸出功率成一定的函數(shù)增長關系。

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光放大器的原理

摻鉺光纖放大器（Erbium-doped Optical Fiber Amplifier，EDFA）的組成基本上包括了摻鉺光纖，泵浦激光器，光合路器幾個部分。基于不同的用途，摻鉺光纖放大器已經(jīng)發(fā)展出多種不同的結構。

EDFA的放大原理與雷射產(chǎn)生原理類似，光纖中參雜的稀土族元素Er(3+)其亞穩(wěn)態(tài)（meta-stable state）和基態(tài)（ground state）的能量差相當于1550nm光子的能量、

當吸收適當波長的泵浦光能量（980nm或1480nm）后，電子會從基態(tài)躍遷到能階較高的激發(fā)態(tài)（exciting state），接著釋放少量能量轉移到較穩(wěn)定的亞穩(wěn)態(tài)、在泵浦光源足夠時鉺離子的電子會發(fā)生居量反轉（population reverse），即高能階的亞穩(wěn)態(tài)比能階低的基態(tài)電子數(shù)量多、當適當?shù)墓庑盘柾ㄟ^時，亞穩(wěn)態(tài)電子會發(fā)生受激輻射效應，放出大量同波長光子、但因為存在振動能階，所以波長不是單一而是一個范圍，典型值為1530~1570nm、

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光纖放大器

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EDFA的基本性能

EDFA中，當接入泵浦光功率后輸入信號光將得到放大，同時產(chǎn)生部分ASE自發(fā)輻射光，兩種光都消耗上能級的鉺粒子。當泵浦光功率足夠大，而信號光與ASE很弱時，上下能級的粒子數(shù)反轉程度很高，并可認為沿EDFA長度方向上的上能級粒子數(shù)保持不變，放大器的增益將達到很高的值，而且隨輸入信號光功率的增加，增益仍維持恒定不變，這種增益稱為小信號增益。

在給定輸入泵浦光功率時，隨著信號光和ASE光的增大，上能級粒子數(shù)的增加將因不足以補償消耗而逐漸減少，增益也將不能維持初始值不變，并逐漸下降，此時放大器進入飽和工作狀態(tài)，增益產(chǎn)生飽和。飽和增益值不是一個確定值，隨輸入功率和飽和深度以及泵浦光功率而變。