第8章光放大器(0)
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S Pout
增益饱 和
饱和功率：放大器增益降至小信号增益一半时的 输出功率。
线性放大 区域
G0 ln 2 PS G0 2
饱和区域
PS为饱和功率
• 8.4 基本概念
8.4.3 放大器噪声
半导体光放大器中，受激辐射总是伴随有自发辐射的产生，自 发辐射也与信号一起被放大，产生放大自发辐射噪声（ASE)。
对大多数实际的放大器NF均超过3dB ，并可能达到6～8dB。
希望放大器的NF尽可能低。
• 8.5 光放大器类型 8.5.1 掺铒光纤放大器 1 工作原理
• EDFA 主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及组成， 结构如图所示。
EDFA的核心部件为掺铒光纤。
泵浦光除了980nm和1480nm外，514nm、532nm、667nm 和800nm
3. 声光滤波调节： 根据各信道功率，反馈控制放大器输出端的多通道声 光带阻滤波器，调节各信道输出功率使之均衡，动态均衡 需要解复用、光电转换、结构复杂，实用性受限
增益平坦/均衡技术
4.预失真技术
不灵活，传输链路变换后，输入功率也要随之调整
增益钳制
•EDFA对信道的插入、分出或信道无光故障等因素引起的输入光 功率的变化（较低速变化）能产生响应--瞬态特性 •瞬态特性使得剩余信道获得过大的增益，并输出过大的功率， 而产生非线性，最终导致其传输性能的恶化--需进行自动增益控 制
nsp N2 N 2 N1
基态的粒子数
自发辐射系数或 粒子数反转系数
对于原子都处于激发态或 完全粒子数反转的光放大器， nsp=1; 当粒子数不完全反转时， nsp>1；
激发态的粒子数
噪声指数为：
NF 10 lg[
2(G 1)nsp G
] 10 lg( 2nsp )
对nsp=1的完全粒子数反转的理想放大器，被放大信号的SNR 也降低了二倍（或3dB）。
•对于级联EDFA系统，瞬态响应时间可短至几十s，要求增益控 制系统的响应时间相应为几～几十s
增益钳制技术(1)
• 电控：监测EDFA的输入光功率，根据其大小调整泵浦功率，从而实现增 益钳制，是目前最为成熟的方法。
In
EDFA
Out
LD
Pump
泵浦控制均衡放大器（电控）
增益钳制技术(2)
• 在系统中附加一波长信道，根据其它信道的功率，改变附加 波长的功率，而实现增益钳制。
（2） 工作波长 几米长的短掺铒光纤，最大增益的波长位于1530nm~1535nm 光功率沿着光纤长度而增加，增益是可以累计的。
C波段放大器的波长范围1530nm~1565nm，掺铒 L波段放大器的波长范围1570nm~1605nm，铒-铝共掺
（3） 增益均衡 EDFA在其在其整个工作波长范围的增益是不均衡的。 解决EDFA的增益不均衡的问题的解决办法： 1）增加光滤波器来减小最强光谱线的功率； 2）利用不同类型的光放大器，如拉曼光纤放大器。
多峰值、带宽 窄，不适合通 信系统应用， 只可用于一些 信号处理。
行波半导体光放大器
• TW－SOA与FP－SOA的区别在于端面的反射率大小， TW－SOA具有极低的端面反射率，通常在0.1%以 下。 • 降低端面反射方法： 倾斜有源区法、窗面结构。 • TW－SOA的增益、增益带宽和噪声特性都可以满 足光纤通信的要求，但如下两个缺点限制着它在 光纤通信中的实际应用： – 对光信号偏振态的敏感性； – 对光信号增益的饱和性。
反向泵浦为主，也可同向泵浦。（拉曼增益与泵浦功率成正比）
支撑技术: 大功率泵浦激光器，目前已取得实用化。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器(SBR)
受激布里渊散射原理 • 当一个窄线宽、 高功率信号沿光纤传输时， 将产 生一个与输入光信号同向的声波， 此声波波长为 光波长的一半， 且以声速传输。 理解非线性布里 渊效应的一个简单方法是将此声波想像为一个把 入射光反射回去的移动布拉格光栅， 由于光栅向 前移动， 因此反射光经多普勒频移后变为一个较 低的频率值。 • 对于工作于1.3434 μm的二氧化硅光纤， 布里渊 频偏约为11 GHz， 且决定于光纤中的声速， 反射 光线宽取决于声波的损耗， 它可在几十至几百兆 赫兹的范围内变动。
第二级反向泵浦: 得到高的输出功率
3 泵浦方式
（2） 基本应用
EDFA具体的应用形式：后置放大器、在线 放大器、前置放大器和补偿器件损耗放大器。
EDFA的增益平坦技术：应用可调光衰减器 EDFA的增益锁定技术：通过功率监测和自动反馈控制 系统以解决EDFA的增益竞争 EDFA的增益竞争：EDFA的输入波道发生变化时，导致输入光 功率的变化，会使EDFA的增益能量重新分配。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器
光纤纤芯 输入信号 (0＝1 94 THz) A＝5 .8 mm /s 反射信号 ( 0－B) 0 .5 3利用强激光与光纤中的弹性声波场相互作用 产生的后向散射光来实现对光信号的放大。 其主要特点是高增益、 低噪声、 窄带宽， 因而可 以形成分布式放大， 用作光滤波器
EDFA的主要优点有： • 工作波长正好落在光纤通信最佳波段 (1500～1600 nm) ； 其主体是一段光纤 (EDF) ，与传输光纤的耦合 损耗很小， 可达0.1 dB。
• 增益高，约为30～40 dB; 饱和输出光功率大， 约为 10～15 dBm； 增益特性与光偏振状态无关。
• 噪声指数小， 一般为4～7 dB； 用于多信道传输时， 隔离度大，无串扰，适用于波分复用系统。 • 频带宽，在1550 nm窗口，频带宽度为20～40 nm， 可进行多信道传输，有利于增加传输容量。
（4） 噪声系数 EDFA的噪声主要包括：1）信号光的散粒噪声；2）放大的 自发辐射光的散粒噪声；3）自发辐射光谱与信号光之间的 差拍噪声；4）自发辐射光谱间的差拍噪声。
EDFA的噪声系数与输入信号功率、泵浦方 式和泵浦波长有关。 1）在小信号情况下，EDFA的噪声系数随着 输入信号光功率的增加而略微减小，而在 EDFA处在饱和状态时，噪声系数随着信号 功率的增加而增大。 2） EDFA的噪声系数会随泵浦功率的增加而 减小。 3）当掺铒光纤长度增长时，同向泵浦方式的噪声系数最小，双向居中， 反向泵浦最大。 4）980nm泵浦激光器采用的是三能级工作方式，具有比较高的反转水平， 良好的噪声性能。1480nm泵浦的是二能级工作方式，噪声性能比较差， 输出功率较大。
ASE噪声是主要的噪声源。
光放大器在放大过程中都会把ASE噪声叠加到信号光上，导致 被放大信号的信噪比（SNR）下降，其降低程度通常用噪声指 数NF来表示，其定义为：
( SNR)in NF (dB) 10 log10 ( SNR) out
ASE噪声近似为白噪声，噪声功率谱密度为：
Ssp G 1nsp h
与半导体激光器工作原理类似。
n
p
外加正向偏压实现结区粒子数反转 泵浦导致受激辐射，信号光被放大 内部的自发辐射产生自发辐射噪声(ASE)，它也会被放大 没有谐振腔的选择，SOA将同时输出放大的光信号和自发辐 射噪声
• 8.5 光放大器类型
8.5.4 半导体光放大器
SOA也是一种重要的光放大器，其结构类似于普通的半导体激光器。
3 应用 （1） 泵浦方式
1）前向泵浦：具有良好的噪声性能 2）反向泵浦：输出功率高； 3）双向泵浦：良好的增益和噪声性能，成本高。
多级泵浦
Er3+ Doped Fiber
Input Signal
Optical Isolator Pump 第一级同向泵浦: 得到低的噪声指数 Pump
Output Signal
EDFA的工作原理：Er+3吸收泵浦能量，由基态跃迁 到高能级泵浦态，对于不同的泵浦波长，电子跃迁 至不同的能级，当用980nm波长泵浦时， Er+3从基态 跃迁至泵浦态，由于泵浦态载流子的寿命时间只有 1us，电子以非辐射方式由泵浦态迅速预驰至亚稳态， 在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵 浦作用下，亚稳态上的粒子数积累，从而实现粒子 数反转分布。当由1550nm光信号通过已被激活的掺 铒光纤时，在光信号的感应下，亚稳态上的粒子以 受激辐射的方式跃迁到基态。对应于每一次跃迁， 都将产生一个与感应光子完全一样的光子，从而实 现了利用泵浦光能作用，通过掺铒光纤的饵离子受 激辐射使光信号在传播过程中不断得到放大。
• 8.3 工作波段
• 8.3 工作波段
• 8.4 基本概念
8.4.1 功率放大
γ是增益系数，z为增益介质长度。
光功率等于光强与光束剖面的乘积。
增益系数：
光纤通信工程中，放大器的增益G常用dB表示。
• 8.4 基本概念
8.4.2 增益饱和 输入光功率较小时，G是一常数，即输出光功率Pout与输入光功率Pin成正 比例。G0光放大器的小信号增益。 当Pin增大到一定值后，光放大器的增益G开始下降。 G0 3dB Ps
EDFA也有固有的缺点： (1) 波长固定，只能放大1.55μm左右的 光波，换用不同基质的光纤时，铒离子 能级也只能发生很小的变化，可调节的 波长有限，只能换用其他元素； (2) 增益带宽不平坦，在WDM系统中 需要采用特殊的手段来进行增益谱补偿。
2 工作特性
（1） 增益与输出功率
输入功率小，增益大；输入功率大，增益就会出现饱和。 即：输入功率随着输入功率的增加而降低。
po 输入的泵浦光功率
饱和增益： Gs
0：输入信号功 率对泵浦光功率 的比例
1 o o G (1 o )
f p Ps (0) o f s Pp (0)
Ps (0) 信号光的功率
f p 泵浦光的频率
fs
信号光的频率
峰值增益频移：～100 nm。（增益波长由泵浦光波长决定）
•半导体光放大器的放大特性主要决定于激光腔的反射特性与有源层的介质特性。 •根据光放大器端面反射率和工作偏置条件，将半导体光放大器分为： ----法布里－珀罗放大器(FP－SOA)； ----行波放大器(TW－SOA)
F-P半导体光放大器
入射光从左端面进入，通过具有增益的有源层，到达右端面 后，部分从端面反射，然后反向通过有源层至左端面，部分 光从左端面出射，其余部分又从端面反射，再次通过有源层， 如此反复，使入射光得到放大。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器
工作原理
频率为p和s的泵浦光和信号光通过耦合器输入光纤；
泵浦光和光纤介质发生受激布里渊散射，产生频移量为布里渊频移量的
散射光； 当信号光频率等于布里渊频移的光频率，信号光得到放大。
• 8.5 光放大器类型
8.5.4 半导体光放大器
第8章 光放大器
8.1 作用
—— 对光进行放大
z=0 z=L
衰减
光放 大器
• 8.1 作用
• 8.1 作用
电放大器：
• 常规的光电混合中继器放大光信号时，需要进行：
光信号
电信号 电信号
光电转换 电放大 需要采用光放大器 进行光信号放大
光信号
再定时 脉冲整形
电信号
电光转换
缺点：复杂，速度慢。
• 8.2 分类
增益平坦/均衡技术
1. 滤波器均衡： 采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦 , 如：薄膜滤波、紫外写入长周期光纤光栅、周期调制的双芯 光纤等。 只能实现静态增益谱的平坦，在信道功率突变时增 益谱仍会发生变化。
EDFA
+
均衡器
→
合成增益
增益平坦/均衡技术
2. 新型宽谱带掺杂光纤： 如掺铒氟化物玻璃光纤（30nm平坦带宽）、铒/铝共 掺杂光纤（20nm）等， 静态增益谱的平坦，掺杂工艺 复杂。
注入激光
• 8.5 光放大器类型
8.5.2 拉曼光纤放大器（FRA)
1 工作原理
EDFA 波长范围35nm (1530-1565nm) 拉曼放大器 波长范围400nm （1270nm-1670nm）
频率为p和s的泵浦光和信号光通过耦合器输入光纤；
泵浦光和光纤介质发生受激拉曼散射，产生频移量为介质振动频率的散
射光； 当信号光频率等于散射光频率，信号光得到放大。
FRA是靠非线性散射实现放大功能，不需要能级间粒子数反转
8.5.2 拉曼光纤放大器
2 工作特性
FRA增益介质为传输光纤、增益波长由泵浦波长决定。
增益：
Ge
g R po a p p
g R 拉曼增益常数
a p 有效光纤截面积
p 泵浦光的光纤衰减常数
增益饱 和
饱和功率：放大器增益降至小信号增益一半时的 输出功率。
线性放大 区域
G0 ln 2 PS G0 2
饱和区域
PS为饱和功率
• 8.4 基本概念
8.4.3 放大器噪声
半导体光放大器中，受激辐射总是伴随有自发辐射的产生，自 发辐射也与信号一起被放大，产生放大自发辐射噪声（ASE)。
对大多数实际的放大器NF均超过3dB ，并可能达到6～8dB。
希望放大器的NF尽可能低。
• 8.5 光放大器类型 8.5.1 掺铒光纤放大器 1 工作原理
• EDFA 主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及组成， 结构如图所示。
EDFA的核心部件为掺铒光纤。
泵浦光除了980nm和1480nm外，514nm、532nm、667nm 和800nm
3. 声光滤波调节： 根据各信道功率，反馈控制放大器输出端的多通道声 光带阻滤波器，调节各信道输出功率使之均衡，动态均衡 需要解复用、光电转换、结构复杂，实用性受限
增益平坦/均衡技术
4.预失真技术
不灵活，传输链路变换后，输入功率也要随之调整
增益钳制
•EDFA对信道的插入、分出或信道无光故障等因素引起的输入光 功率的变化（较低速变化）能产生响应--瞬态特性 •瞬态特性使得剩余信道获得过大的增益，并输出过大的功率， 而产生非线性，最终导致其传输性能的恶化--需进行自动增益控 制
nsp N2 N 2 N1
基态的粒子数
自发辐射系数或 粒子数反转系数
对于原子都处于激发态或 完全粒子数反转的光放大器， nsp=1; 当粒子数不完全反转时， nsp>1；
激发态的粒子数
噪声指数为：
NF 10 lg[
2(G 1)nsp G
] 10 lg( 2nsp )
对nsp=1的完全粒子数反转的理想放大器，被放大信号的SNR 也降低了二倍（或3dB）。
•对于级联EDFA系统，瞬态响应时间可短至几十s，要求增益控 制系统的响应时间相应为几～几十s
增益钳制技术(1)
• 电控：监测EDFA的输入光功率，根据其大小调整泵浦功率，从而实现增 益钳制，是目前最为成熟的方法。
In
EDFA
Out
LD
Pump
泵浦控制均衡放大器（电控）
增益钳制技术(2)
• 在系统中附加一波长信道，根据其它信道的功率，改变附加 波长的功率，而实现增益钳制。
（2） 工作波长 几米长的短掺铒光纤，最大增益的波长位于1530nm~1535nm 光功率沿着光纤长度而增加，增益是可以累计的。
C波段放大器的波长范围1530nm~1565nm，掺铒 L波段放大器的波长范围1570nm~1605nm，铒-铝共掺
（3） 增益均衡 EDFA在其在其整个工作波长范围的增益是不均衡的。 解决EDFA的增益不均衡的问题的解决办法： 1）增加光滤波器来减小最强光谱线的功率； 2）利用不同类型的光放大器，如拉曼光纤放大器。
多峰值、带宽 窄，不适合通 信系统应用， 只可用于一些 信号处理。
行波半导体光放大器
• TW－SOA与FP－SOA的区别在于端面的反射率大小， TW－SOA具有极低的端面反射率，通常在0.1%以 下。 • 降低端面反射方法： 倾斜有源区法、窗面结构。 • TW－SOA的增益、增益带宽和噪声特性都可以满 足光纤通信的要求，但如下两个缺点限制着它在 光纤通信中的实际应用： – 对光信号偏振态的敏感性； – 对光信号增益的饱和性。
反向泵浦为主，也可同向泵浦。（拉曼增益与泵浦功率成正比）
支撑技术: 大功率泵浦激光器，目前已取得实用化。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器(SBR)
受激布里渊散射原理 • 当一个窄线宽、 高功率信号沿光纤传输时， 将产 生一个与输入光信号同向的声波， 此声波波长为 光波长的一半， 且以声速传输。 理解非线性布里 渊效应的一个简单方法是将此声波想像为一个把 入射光反射回去的移动布拉格光栅， 由于光栅向 前移动， 因此反射光经多普勒频移后变为一个较 低的频率值。 • 对于工作于1.3434 μm的二氧化硅光纤， 布里渊 频偏约为11 GHz， 且决定于光纤中的声速， 反射 光线宽取决于声波的损耗， 它可在几十至几百兆 赫兹的范围内变动。
第二级反向泵浦: 得到高的输出功率
3 泵浦方式
（2） 基本应用
EDFA具体的应用形式：后置放大器、在线 放大器、前置放大器和补偿器件损耗放大器。
EDFA的增益平坦技术：应用可调光衰减器 EDFA的增益锁定技术：通过功率监测和自动反馈控制 系统以解决EDFA的增益竞争 EDFA的增益竞争：EDFA的输入波道发生变化时，导致输入光 功率的变化，会使EDFA的增益能量重新分配。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器
光纤纤芯 输入信号 (0＝1 94 THz) A＝5 .8 mm /s 反射信号 ( 0－B) 0 .5 3利用强激光与光纤中的弹性声波场相互作用 产生的后向散射光来实现对光信号的放大。 其主要特点是高增益、 低噪声、 窄带宽， 因而可 以形成分布式放大， 用作光滤波器
EDFA的主要优点有： • 工作波长正好落在光纤通信最佳波段 (1500～1600 nm) ； 其主体是一段光纤 (EDF) ，与传输光纤的耦合 损耗很小， 可达0.1 dB。
• 增益高，约为30～40 dB; 饱和输出光功率大， 约为 10～15 dBm； 增益特性与光偏振状态无关。
• 噪声指数小， 一般为4～7 dB； 用于多信道传输时， 隔离度大，无串扰，适用于波分复用系统。 • 频带宽，在1550 nm窗口，频带宽度为20～40 nm， 可进行多信道传输，有利于增加传输容量。
（4） 噪声系数 EDFA的噪声主要包括：1）信号光的散粒噪声；2）放大的 自发辐射光的散粒噪声；3）自发辐射光谱与信号光之间的 差拍噪声；4）自发辐射光谱间的差拍噪声。
EDFA的噪声系数与输入信号功率、泵浦方 式和泵浦波长有关。 1）在小信号情况下，EDFA的噪声系数随着 输入信号光功率的增加而略微减小，而在 EDFA处在饱和状态时，噪声系数随着信号 功率的增加而增大。 2） EDFA的噪声系数会随泵浦功率的增加而 减小。 3）当掺铒光纤长度增长时，同向泵浦方式的噪声系数最小，双向居中， 反向泵浦最大。 4）980nm泵浦激光器采用的是三能级工作方式，具有比较高的反转水平， 良好的噪声性能。1480nm泵浦的是二能级工作方式，噪声性能比较差， 输出功率较大。
ASE噪声是主要的噪声源。
光放大器在放大过程中都会把ASE噪声叠加到信号光上，导致 被放大信号的信噪比（SNR）下降，其降低程度通常用噪声指 数NF来表示，其定义为：
( SNR)in NF (dB) 10 log10 ( SNR) out
ASE噪声近似为白噪声，噪声功率谱密度为：
Ssp G 1nsp h
与半导体激光器工作原理类似。
n
p
外加正向偏压实现结区粒子数反转 泵浦导致受激辐射，信号光被放大 内部的自发辐射产生自发辐射噪声(ASE)，它也会被放大 没有谐振腔的选择，SOA将同时输出放大的光信号和自发辐 射噪声
• 8.5 光放大器类型
8.5.4 半导体光放大器
SOA也是一种重要的光放大器，其结构类似于普通的半导体激光器。
3 应用 （1） 泵浦方式
1）前向泵浦：具有良好的噪声性能 2）反向泵浦：输出功率高； 3）双向泵浦：良好的增益和噪声性能，成本高。
多级泵浦
Er3+ Doped Fiber
Input Signal
Optical Isolator Pump 第一级同向泵浦: 得到低的噪声指数 Pump
Output Signal
EDFA的工作原理：Er+3吸收泵浦能量，由基态跃迁 到高能级泵浦态，对于不同的泵浦波长，电子跃迁 至不同的能级，当用980nm波长泵浦时， Er+3从基态 跃迁至泵浦态，由于泵浦态载流子的寿命时间只有 1us，电子以非辐射方式由泵浦态迅速预驰至亚稳态， 在亚稳态上载流子有较长的寿命，在源源不断的泵 浦作用下，亚稳态上的粒子数积累，从而实现粒子 数反转分布。当由1550nm光信号通过已被激活的掺 铒光纤时，在光信号的感应下，亚稳态上的粒子以 受激辐射的方式跃迁到基态。对应于每一次跃迁， 都将产生一个与感应光子完全一样的光子，从而实 现了利用泵浦光能作用，通过掺铒光纤的饵离子受 激辐射使光信号在传播过程中不断得到放大。
• 8.3 工作波段
• 8.3 工作波段
• 8.4 基本概念
8.4.1 功率放大
γ是增益系数，z为增益介质长度。
光功率等于光强与光束剖面的乘积。
增益系数：
光纤通信工程中，放大器的增益G常用dB表示。
• 8.4 基本概念
8.4.2 增益饱和 输入光功率较小时，G是一常数，即输出光功率Pout与输入光功率Pin成正 比例。G0光放大器的小信号增益。 当Pin增大到一定值后，光放大器的增益G开始下降。 G0 3dB Ps
EDFA也有固有的缺点： (1) 波长固定，只能放大1.55μm左右的 光波，换用不同基质的光纤时，铒离子 能级也只能发生很小的变化，可调节的 波长有限，只能换用其他元素； (2) 增益带宽不平坦，在WDM系统中 需要采用特殊的手段来进行增益谱补偿。
2 工作特性
（1） 增益与输出功率
输入功率小，增益大；输入功率大，增益就会出现饱和。 即：输入功率随着输入功率的增加而降低。
po 输入的泵浦光功率
饱和增益： Gs
0：输入信号功 率对泵浦光功率 的比例
1 o o G (1 o )
f p Ps (0) o f s Pp (0)
Ps (0) 信号光的功率
f p 泵浦光的频率
fs
信号光的频率
峰值增益频移：～100 nm。（增益波长由泵浦光波长决定）
•半导体光放大器的放大特性主要决定于激光腔的反射特性与有源层的介质特性。 •根据光放大器端面反射率和工作偏置条件，将半导体光放大器分为： ----法布里－珀罗放大器(FP－SOA)； ----行波放大器(TW－SOA)
F-P半导体光放大器
入射光从左端面进入，通过具有增益的有源层，到达右端面 后，部分从端面反射，然后反向通过有源层至左端面，部分 光从左端面出射，其余部分又从端面反射，再次通过有源层， 如此反复，使入射光得到放大。
• 8.5 光放大器类型
8.5.3 布里渊光纤放大器
工作原理
频率为p和s的泵浦光和信号光通过耦合器输入光纤；
泵浦光和光纤介质发生受激布里渊散射，产生频移量为布里渊频移量的
散射光； 当信号光频率等于布里渊频移的光频率，信号光得到放大。
• 8.5 光放大器类型
8.5.4 半导体光放大器
第8章 光放大器
8.1 作用
—— 对光进行放大
z=0 z=L
衰减
光放 大器
• 8.1 作用
• 8.1 作用
电放大器：
• 常规的光电混合中继器放大光信号时，需要进行：
光信号
电信号 电信号
光电转换 电放大 需要采用光放大器 进行光信号放大
光信号
再定时 脉冲整形
电信号
电光转换
缺点：复杂，速度慢。
• 8.2 分类
增益平坦/均衡技术
1. 滤波器均衡： 采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦 , 如：薄膜滤波、紫外写入长周期光纤光栅、周期调制的双芯 光纤等。 只能实现静态增益谱的平坦，在信道功率突变时增 益谱仍会发生变化。
EDFA
+
均衡器
→
合成增益
增益平坦/均衡技术
2. 新型宽谱带掺杂光纤： 如掺铒氟化物玻璃光纤（30nm平坦带宽）、铒/铝共 掺杂光纤（20nm）等， 静态增益谱的平坦，掺杂工艺 复杂。
注入激光
• 8.5 光放大器类型
8.5.2 拉曼光纤放大器（FRA)
1 工作原理
EDFA 波长范围35nm (1530-1565nm) 拉曼放大器 波长范围400nm （1270nm-1670nm）
频率为p和s的泵浦光和信号光通过耦合器输入光纤；
泵浦光和光纤介质发生受激拉曼散射，产生频移量为介质振动频率的散
射光； 当信号光频率等于散射光频率，信号光得到放大。
FRA是靠非线性散射实现放大功能，不需要能级间粒子数反转
8.5.2 拉曼光纤放大器
2 工作特性
FRA增益介质为传输光纤、增益波长由泵浦波长决定。
增益：
Ge
g R po a p p
g R 拉曼增益常数
a p 有效光纤截面积
p 泵浦光的光纤衰减常数