定义光放大器是一种在光通信系统中直接使用的器件放大(提高)光数据信号而不改变它的电子形式。
通过在光纤通信中使用光放大器，保持了整个系统的光学完整性。
光放大器需求
在信号传输过程中，有必要采用这种方法放大器在网络内部，以获得无失真数据信号。
当我们讨论光通信系统时，数据以光的形式通过光纤传输，那么系统也需要一个放大单元。这是因为当信号从一端发送到另一端时，各种因素会降低信号的质量。因此，有时从特定信号中获取原始信息是不可能的。
如果我们使用一个电子放大器单元，那么它必然需要一些额外的单元，以便将光信号转换成电子形式，反之亦然。这个过程有点耗时，并使数据传输速率变慢。然而，光放大器的出现消除了这个问题。因此，在光通信系统中使用光放大器可以使信号以更快的速度传输到更远的距离而不衰减。
基本光放大器的工作
一个光通信系统基本上包括一个发射机，一个接收器和一条从一端传送信息到另一端的光纤电缆。然而，为了提高信号电平，在发送端和接收端之间放置了一个附加的单元，光放大器。
这是真的，信号通过光纤电缆传输时经历的衰减比任何其他介质，如同轴电缆最少。但是，为了远距离传输，在通过光纤传输时还需要信号放大。
图中显示的是光放大器的放大操作:
活跃介质中的电子从泵源获得能量，并被激发到更高的能级。然后这些电子被光信号触发，使它们回到较低的能级。
因此，受激发射发生，几个具有相同能量的光子被激发电子发射，而返回基态。
因此，实现了放大的光信号。
众所周知，光放大器是利用受激发射的，要产生受激发射，必须建立与激光二极管相同的population反转机制。
由于光放大器和激光二极管具有相似的结构，但由于没有光反馈机制，只能对应用的输入信号进行增强。因此，光放大器本身不具备产生相干输出的能力。
光放大器的应用
光放大器可以用三种方式在发射机和接收机之间实现所需的信号放大。
升压或功率放大器紧接在传输单元之后。在信号被提供到光链路进行传输之前，它增强了信号的电平。这样做是为了完成远距离传输。
当我们谈到内联放大器单元，然后它被放置在光纤链路本身的一些距离，以便从失真的信息信号恢复原始信息信号。由于它提供了中等增益，因此有必要在远距离传输时放置多个直插放大器。
一个前置放大器通常放置在系统的接收端。发射的信号必须达到易于被接收机检测到的水平。一个传输了很长距离的信号，尽管在传输过程中经过多次放大，它的衰减程度仍然很高。这就使接收机难以检测到各自的信号。
因此，具有高增益的前置放大器在进入接收机单元之前被前置放大器放大。
这里需要注意的是，放大器的增益取决于所传输光信号的强度和波长。
光放大器的分类
光放大器基本上分为三类:
- 半导体光放大器
- 掺杂光纤放大器
- 拉曼放大器
- 半导体光放大器:缩写为SOA，其活性介质由III族和v族半导体合金组成。它们在o波段和c波段都有出色的工作能力。它们提供约1到100ps的快速增益响应。其增益随信号比特率的变化而变化。
- 掺杂光纤放大器:简称DFA，稀土元素轻掺杂硅芯形成活性介质。因此，也称为地球(铒)掺杂光纤放大器(EDFA)。DFA的工作不依赖于信号的比特率和格式。
- 拉曼光放大器:基于受激拉曼散射，故名。对于信号放大，它需要一个标准的传输光纤电缆。值得注意的是，在拉曼放大器中，它们不需要为放大目的而采用居群反转机制。
因此，我们可以得出结论，光放大器在光信号传输中得到了广泛的应用，其传输距离可达数公里。
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