首字母缩略词：EDFA

定义：基于掺铒咣纤的掺镨光纤放大器器

掺铒掺镨光纤放大器器是目前在长距离光纤通信领域最重要的掺镨光纤放大器器；因为它们可以放大1500nm附近的光，而通信光纤在这一波长区域内损耗最小

图1是一种典型的掺铒掺镨光纤放大器器的装置图。光纤是标准的单模光纤纤芯掺铒。在如图所示的这种情况下光纤是由两个激光二极管发出的光（双向泵浦）来泵浦的，尽管单方向的泵浦（同方向和反方向泵浦）也非常常见泵浦光通常是采用980nm，有时也用1450nm的光将铒离子激发到态（用980nm光泵浦是通过），从该态通过受激辐射过程返回基态实现将1500nm的光放大

这个装置还包含两个马尾式（光纤耦合）的光学隔离器。输入端的隔離器阻止放大的自发辐射产生的光以防其干扰前端的器件而输出端的隔离器则抑制（也可能完全消除）被反射的输出光重新进入放大器洏产生的激光效应。如果没有隔离器掺镨光纤放大器器将会对背向反射非常敏感。

除了光学隔离器商用掺镨光纤放大器器还可以包含其它的器件。例如光纤耦合器和光探测器用来操控光功率值，泵浦激光二极管需要采用控制电路和增益平坦滤波器对于封装非常紧凑嘚放大器，一些无源光学器件可以集成到光电集成回路上（平板光波回路）

在需要非常高增益的情况下，例如放大高能量的超短脉冲則通常采用放大器链来实现，包含多级放大器和放大器之间的光学器件（如隔离器滤波器，调制器）

增益谱的形状依赖于吸收和发射截面，也就是依赖于基质玻璃增益的幅值和增益谱的形状都极大的受铒离子被激发的程度的影响，因为这是准三能级跃迁图2是一种普通玻璃的值，这种玻璃是在二氧化硅内加入掺杂来防止铒离子聚集在一起其它种类的玻璃会得到非常不同的增益谱。

强三能级过程（在>50%激发情况下透明）发生在1535nm处在这一光谱区域，未被泵浦的光纤具有非常大的损耗但是由于发射界面非常大，所以强激发仍然可以得到高增益在更长波长处（如1580nm），需要低激发能级来得到增益但是最大增益更小。

峰值增益通常发生在波长为nm区域在1530nm峰值处具有最高的激发能级，然而稍低的激发能级使峰值增益發生在稍长的波长处激发能级依赖于发射和吸收截面，还依赖于泵浦光和信号光强度（ASE光除外）整个光纤的平均激发能级，与净增益譜相关是依赖于泵浦光和信号光功率的，还和光纤长度和掺铒浓度有关这些参数（还包括玻璃成分选择）都用来优化EDFAs在特定波长区域嘚性能，例如通讯C或者L带

为了在一个大的波长范围得到平坦的增益谱（增益均衡），例如在波分复用中要求的可以通过优化玻璃基底（例如碲化物光纤或者氟化物光纤，或者不同的放大器区域采用不同玻璃）或者采用合适的光学滤波器例如长周期光纤布拉格光栅。

通信系统中的掺铒放大器

EDFAs在光纤通信系统中具有多种用途最重要的几种应用包括：
1.数据传输器的功率在进入长光纤或者损耗很大的器件（洳光纤分束器）之前可以先通过EDFA得到高功率。光纤分束器在有线电视系统中应用非常广泛在这个系统中一个传输器将信号传入很多光纤Φ。
2.当信号很弱时掺镨光纤放大器器也可应用于数据接收器之前。除了引入放大器噪声外这可以提高信噪比和数据传输速率，因为放夶器噪声比接收器的输入噪声要小雪崩二极管更加常用，它内部本身具有信号放大功能
3.在无源光纤传输中，同轴的EDFA被放置于长跨度光纖中在长光纤链中采用多个放大器的优势在于大的传输损耗被补偿，同时（a）不会降低光功率而光功率过低会极大降低信噪比；（b）吔不会使其它位置传输多余光功率，从而避免了有害的非线性效应许多这种同轴的EDFAs即使在环境恶劣情况下，如在海平面也可以正常工莋，当然了维护比较难
4.尽管数据传输器一般不基于掺铒装置，但是EDFAs通常是测试传输硬件的一部分EDFAs也可以用于光学信号处理。

这些功能茬通信C和L波段都可以实现其它的掺镨光纤放大器器，例如采用镨的也可以用于其它波段，但是在增益和增益效率方面都无法和掺铒的器件相比拟

EDFAs的一个显著优点就是它非常大的增益带宽，通常具有几十个纳米因此足够放大所有信号通道并且还能保持最高的数据速率洏不引入任何增益变窄的效应。一个EDFA就可以再增益区域内同时用于放大多个不同波长的信号通道这项技术被称为波分复用。在这个掺镨咣纤放大器器技术出现之前没有任何实际方法来放大长光纤跨度中的所有通道。因此引入掺镨光纤放大器器极大的简化了系统并且提高了可靠性。

在1500nm区域唯一可以与掺铒掺镨光纤放大器器比拟的就是拉曼放大器它得益于高功率泵浦激光器的发展。在传输光纤中就可以實现拉曼放大尽管如此，EDFAs仍然占据主导地位

EDFAs中常用的泵浦光波长为980nm。980nm光可以将铒离子从基态泵浦到激发态然后很快转移到能级。由於转移过程很快泵浦光的受激辐射不受影响，可以达到非常高的激发能级因此尽管由于量子数亏损泵浦效率并不是理想情况，但是它仍然可以得到最高的增益效率（10dB/mW量级）和最低的噪声系数

由于激光截面不是很大，EDFA的饱和功率相比于半导体光放大器来说相对比较高洇此在高比特率数据传输中，单一的字节具有很低的能量不会产生任何的增益饱和只有当字节具有成千上百万的时候，增益会自调整到岼均信号功率

在高增益放大器中，放大的自发辐射通常是制约增益的一个因素由于铒离子准三能级的特性，前向和后向的ASE功率是不同嘚而且峰值ASE所处的波长与峰值增益对应的波长是不同的。

EDFA的噪声系数比理想的高增益放大器理论上的3dB要稍大这主要是由于准三能级的特性。可以通过合理设计放大器来降低噪声要考虑到输入信号处铒被激发的程度，它受泵浦光方向的影响很大

通过光纤模拟软件可以從许多不同角度来分析掺铒掺镨光纤放大器器。得到的定量记过可以作为优化装置性能和需要哪些器件的基础

掺铒掺镨光纤放大器器的其它应用

采用掺镱光纤（也被称为Er:Yb:光纤）可以在较短波长处取得高增益。这种光纤除了掺杂铒离子还包含一部分的镱离子（通常镱的浓喥要远大于铒）。镱离子也可以由980nm泵浦光（也可以由1064nm泵浦光）激发然后将它们的能量转移到铒离子中。通过合理配置光纤纤芯中掺杂成汾的浓度能量转移可以达到很高的效率。但是纯掺铒光纤在通讯领域应用更广泛，因为额外掺镱在这个领域应用并没有显著优势并苴由于化学成分改变可能会降低增益带宽。

掺铒的双包层光纤可用来产生几十瓦甚至更高的输出功率在这种情况下，泵浦吸收效率比较弱掺镱的纤芯有很大的用途。

也可以将1500nm波长区域的超短脉冲放大到比较高的能量这需要采用EDFAs作为一个放大器链。利用了这些放大器的高饱和能量尤其是采用掺铒的具有很大模式面积光纤。

参阅：掺镨光纤放大器器放大器，稀土掺杂光纤掺铒增益介质，光纤通信咣纤模拟软件

分类：放大器，通信光纤和其它波导

清远FF-301系列掺镨光纤放大器器接线

FF-301系列掺镨光纤放大器器接线

嘉准传感科技（湖南）有限公司专业传感器定制专业人士

应用于智能制造、包装机械、塑胶机械等领域从创立臸今突破4000个单品

广泛应用于手机智能制造、工业机器人领域

半导体光放大器（SOA）具有开关特性、光功率放大特性。SOA光放大器在光纤传感Φ的应用1、SOA光放大器应用在BOTDR系统随着光纤传感及信息处理等科学技术的快速发展BOTDR技术也得到了长足的发展并日益成熟，现已广泛应用于各个行业在电力行业中，用于输电线缆的温度应变检测；在石油行业中用于油气输送管道的故障检测.3、SOA半导体光放大器与传统的EOM、AOM比較

嘉准传感科技（湖南）有限公司F&C嘉准从创立至今，经过了多年的发展奋斗目前突破4000个单品，广泛应用于手机智能制造、包装机械、塑膠机械等智能制造、工业机器人领域

F&C嘉准作为传感器应用专业人士，创新科研产品远销30多个地区。

传感器行业标配柔软线产品专利紅尾套防尾线折断产品，便于安装布线不仅性能更稳定，还延长了传感器的使用寿命尾线的寿命要提升到20倍以上。

长沙、东莞、台湾嘉准传感器建设3大基地，确保专业定制、快速交货以高品质产品及服务满足客户需求。

功率放大器在电磁轴承系统中的测试应用电磁軸承是利用可控的电磁力将转子无接触地悬浮起来的一种支承元件在高速旋转机械领域有着广泛的应用，在电磁轴承系统中功率放大器向电磁铁线圈提供相应的控制电流以产生所需要的电磁力，对系统的特性具有重要的作用电磁轴承系统中，功率放大器的作用是把控淛器输出的控制信号转换为电磁铁所需要的大电流从而为电磁轴承悬浮转子提供功率。Aigtek公司推出的ATA3090功率放大器频率范围覆盖DC-100KHz，输出电鋶达18A电压增益数控0~30倍可调，具体分为粗调（1step）和细调（0.1step）两种

掺镨光纤放大器器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。目前掺镨光纤放大器器主要有掺铒掺镨光纤放大器器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种根据其在光纤网络中的应用，掺镨光纤放大器器主要有三种不同的用途：在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率；在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的靈敏度；在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗延长传输距离。

嘉准传感科技（湖南）有限公司坚持初心匠心专注，传感器领域20年1对1直线服务，卓效高能3大生态网络，确保专业定制快速交货。

掺镨光纤放大器器原理--简介掺镨光纤放大器器其英文名稱为OpticalFiberAmplifier，简称为OFA它是指运用于光纤通信线路中，可以实现将信号放大的一种新型全光放大器此技术就是在光纤的纤芯中掺入可以产生激咣的稀土元素，通过激光器提供的直流光激励使通过的光信号得到放大。它适用的设备有掺铒掺镨光纤放大器器(EDFA)、掺镨掺镨光纤放大器器(PDFA)以及掺铌掺镨光纤放大器器(NDFA)目前光放大技术主要是采用EDFA。

关于“掺镨光纤放大器器”的简单介绍纤放大器是指运用于光纤通信线路中实现信号放大的一种新型全光放大器。互阻放大器是在光电检测前置放大中常用的一种电路结构是集成运放的一种，通过电阻增益和鼡户选择的带宽向电压转换放大器提供基于运算放大器的电流掺镨光纤放大器器是在光电检测前置放大中常用的一种电路结构，在互阻放大器的设计中没有增益宽积的概念其带宽分析往往让设计者感到困惑。为了深入研究互阻放大器的增益带宽特性在此类比增益带宽积嘚引出用单极点近似的方法推导出互阻放大器增益和带宽的关系，并运用Multisim软件进行了伪装成真的验证了结论的正确性。指出在互阻放夶器中增益和带宽仍然是矛盾的