1
光放大器的原理及应用
2023 年 12 月 30 日
摘 要：随着光纤技术的发展，不断追求光通信领域的远距离传输，诞生了可以做到直接放大光信号的
光放大器。光放大器作为光纤通信中必不可少的器件，在通信领域有极其重要的应用价值。文章总结了
光放大器的基本原理及分类，然后重点介绍了掺铒光纤放大器 EDFA 和半导体光放大器 SOA 的原理、特
性与应用，最后对光放大器未来的发展进行了展望。
关键词：光纤通信；掺铒光纤放大器；半导体光放大器；无限光通信
Principle and application of optical amplifier
Abstract: With the development of optical fiber technology, the pursuit of long-distance transmission in the fie
ld of optical communication has been born, and optical amplifiers that can directly amplify optical signals have
been created. As an essential device in optical fiber communication, optical amplifiers have extremely importan
t application value in the field of communication. In this paper, the basic principles and classification of optical
amplifiers are summarized, and then the principles, characteristics and applications of erbium-doped fiber ampli
fier EDFA and semiconductor optical amplifier SOA are introduced. Finally, the future development of optical
amplifiers is prospected.
Key Words：Optical fiber communication; erbium-doped fiber amplifier; semiconductor optical amplifier;
Infinite optical communication
一、引言
光放大器是光通信系统中的关键元件，用于放大光信号，补偿光传输过程中的损耗，增大系统
的无中继传输距离。它的出现是光通信系统发展史上的重要里程碑。此前，传送信号的放大都要借
助光与电的互相转化，而光放大器则直接对光信号进行放大，促进了光复用技术、光孤子通信以及
全光网络的发展。此后，随着光通信技术的快速发展，光放大器在高速、长距离、大容量通信系统
中的应用正越来越广泛。本文旨在对光放大器领域的相关研究进行综合评述。
二、基本原理及分类
光放大器是一种能够将光信号放大的器件，其原理基于受激辐射和光学放大的效应。在光放大
器中，光信号通过光纤或其他传输介质传输到放大器中，经过一系列的光学元件处理后，进入放大
器的放大介质中。放大介质通常是掺杂有稀土离子（如铒、铕、钕、铽等）的光纤或半导体材料。
当光信号通过放大介质时，受激辐射效应会使得放大介质中的稀土离子发出的光子与光信号的频率
相同，因此使光信号得到放大，这些发射光子与原始信号的光子相互作用，从而产生增益效果。另
外，放大介质中的光子也会受到光放大效应的影响，从而使得光子的能量得到增加，进而使得光信
号得到放大。具体来说，光放大的工作可分为三个步骤：首先，输入光信号被引导到一个掺有激发
资源评论
