;;;; 光纤放大器是在光纤的纤芯中掺入能产生光子的稀土元素,如铒、镨、铥、铌、钕等,通过稀土元素的作用,将激光二极管LD泵浦发出的光能量转化到信号光上,可实现对信号光的直接放大,具有实时、宽带、在线、低损耗的全光放大功能。这是光通信发展史上的一个重要里程稗,解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制,完全摒弃了基于光－电－光转换的昂贵的中继增强器,现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统(雷达多路数据复接、数据传输、制导等)领域,作中继放大、功率放大、前置放大用。;;;;在国内,光纤放大器的研制及其规模化生产技术研究均取得很大进展,产品开始实用化。国外高速发展的光通信系统促进了对新一代光纤放大器的研发,国际上知名的康宁、朗讯、JDS Uniphase、北电网络、阿尔卡特、皮雷利、SDL、NTT等公司,在快速增长的EDFA市场上的竞争十分激烈,据专家估计,到2004年,整个EDFA市场将从1999年13亿美元增长到96亿美元,销售量将以年均43%的速度递增。
 
;;;;掺铒光纤放大器
 
;;;;掺铒光纤放大器EDFA利用掺铒石英光纤EDF非线性效应,当泵浦光输入到EDF中,使其铒原子能级升高,高能级电子向低能级跃迁时,向外辐射出光子,有光信号输入时,辐射光相位和波长会自发与信号光保持一致,这样在输出端可得到不断被放大的光信号。自英国南安普顿大学的物理学家S.B普尔发现EDF可制作全光放大器,美国贝尔实验室证实全光放大器比电子放大器在性能上提高100倍,1994年在系统配置中实用化以来,其发展突飞猛进,目前的技术开发和商品化最成熟,常用的C波长EDFA工作在1530;;1565nm的光纤损耗最低的窗口,具备超过40dB的高增益,高输出,对偏振不敏感,无串扰,低噪声,可同时放大多路波长信号,每路波长输出功率24.5dBm等一系列特性,在一对EDFA之间,光信号传输距离已超过100km。其不足是平均增益特性的带宽只有35nm,仅覆盖石英单模光纤低损耗窗口的一部分,制约了光纤固有能够容纳的波长信道数。因此,研制转向L波长EDFA,增加现有EDFA放大带宽是其研发的主要方向。;;;;L波长EDFA可有效增加信号放大带宽,传输大约在1570;;1605nm,这个波长覆盖了EDF增益曲线的末端,尽管和C波长EDFA所覆盖增益波峰有差异,但仍可与很多性能先进的C波长产品媲美,例如,有较小的辐射和吸收以及较低的平均反转效率,增益波动系数远小于C。两者基本结构相似,大多数C波长EDFA的设计和制造技术仍可用于L波长的研制,估计其发展将非常快,所存在的EDF较长带来无源衰减较大,放大杂散辐射功率急剧累积等不足,通过提高其内部器件性能,正在改进之中。有些色散位移光纤DSF网络制造商已先于C而开发L波长产品,L波长可能成为DSF的主要工作窗口。康宁公司L波长EDFA增益波动为1.4%,每25dB增益波动0.35dB,比典型C波长的4;;6%小,噪声系数比C的大1dB,泵浦转换效率PCE低2dB。;;;;据报道,L波长EDFA在若干密集波分复用DWDM系统中开始使用,批量生产后,两者价格将相差不大。多数情况下,L波长放大器可通过波长分割与复用技术,一个模块一个模块地加到现有C波长EDFA上,两者相结合开发双向光纤放大器拓朴结构,网络供应商能将DWDM传输窗口的波宽提高约1倍,即从35nm增加到64nm以上,每一波长提供40;;80信道,速率为2.5Gb/s或10Gb/s,潜在总容量可达1000Gb/s。这种设计允许用户根据需要逐渐升级扩容,尽量避免铺设新的光缆而增加投入。;;;;目前,一个大功率EDFA一般都有三个或更多的泵浦级,到2004年时,估计这个数目还要翻一番。由于超过8个泵浦级时EDFA会变得十分复杂,期待高能功率芯片在提高光放大功率方面起到更重要的作用。采用多纤芯开发多芯EDFA,各个纤芯内的光信号均以小信号进行放大,从而在较宽的波长范围内获得接近平坦的增益。开发掺铒氟化物光纤放大器EDFFA,放大带宽75nm,增益18dB,在较宽的频带内获得平坦增益,增益偏差jQuery1124023880197254253255_1661396105492.8dB。在EDF中掺铝,改变铒的放大能级分布,扩展可放大的频带。利用光纤光栅,介质多层薄膜滤波器,平面光波导作为光纤放大器的内部增益均衡器,对放大光谱的增益偏差进行补偿,保持平坦的增益谱特性,期待低成本的EDFA在网络中发挥更重要作用。
 
;;;;光纤喇曼放大器
 
;;;;光纤喇曼放大器FRA进入实用化研究,喇曼效应是所有石英光纤中都有的非线性现象,利用此特性,光纤可制作宽带放大器,但受激喇曼效应的泵浦阈值较高,其研制关键是开发1.5;;2W的高功率、低成本泵浦。朗讯公司展示出一种FRA系统。SDL公司公布出几个喇曼泵浦的版本,正准备将其应用在一个客户的海底网络之中,并在为其他10个客户进行试验,开发集成了10个功率800mW的大面积模块,获得2W左右功率输出。FRA只要能得到所需的