光纤放大器的研究解析
光纤通信系统中的光放大器设计与优化研究
光纤通信系统中的光放大器设计与优化研究光纤通信系统是现代通信领域中使用最广泛的技术之一。
在光纤通信系统中，光放大器是起到关键作用的设备之一，它可以放大光信号的强度，提高信号传输的距离和质量。
因此，光放大器的设计和优化对于光纤通信系统的性能提升具有重要意义。
一、光放大器的原理和分类光放大器是一种将输入光信号转化为输出光信号的设备。
它通过增加输入光信号的强度来补偿在光信号传输过程中的损耗，以实现远距离的信号传输。
根据工作原理的不同，光放大器可以分为三种类型：掺镧系光纤放大器（Erbium-doped fiber amplifier，简称EDFA）、半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier，简称SOA）和拉曼光纤放大器（Raman fiber amplifier）。
二、光放大器的设计考虑因素在光放大器的设计过程中，需要考虑多种因素来优化其性能。
以下是一些重要的设计考虑因素。
1. 增益和带宽：光放大器的主要目标是提供足够的增益，使信号能够在光纤系统中传输较长的距离。
同时，也需要考虑光放大器的带宽，确保能够传输频率较宽的信号。
2. 优化掺杂浓度：在掺镧系光纤放大器中，掺镧离子的浓度对于光放大器的性能至关重要。
通过优化掺杂浓度以及其他掺杂元素的添加，可以实现更高的增益和更宽的带宽。
3. 减小噪音：光信号在传输过程中会受到各种噪音的干扰，例如ASE噪音和RIN噪音等。
光放大器的设计需要考虑如何减小这些噪音干扰，以提高系统的信号质量。
4. 功耗和尺寸：随着光纤通信系统规模的不断扩大，对于光放大器的功耗和尺寸要求也越来越高。
在设计过程中，需要考虑如何降低功耗和尺寸，以提高系统的节能性和稳定性。
5. 抗测干扰能力：光放大器需要能够有效地抵抗测量过程中引入的干扰信号。
通过优化光放大器的结构和材料选择，可以提高系统的抗测干扰能力，从而保证信号的传输质量。
三、光放大器设计的优化方法为了提高光放大器的性能，研究者们提出了许多优化方法。
光纤放大器的研究
光纤放大器的研究摘要随着社会的不断进步，当今信息的交流正朝着高速化、复杂化、密集化方向发展，直接导致人们对信息传播的速率和质量的要求越来越高。
建立骨干全光网，全面落实推广光纤入户迫在眉睫，已成为我们在“十二五”期间的发展目标之一。
光纤通信在新时期正越发显现出他无可替代的地位，而光纤放大器因它具有易集成、高增益、低噪声和带宽广的特点，是实现全光型光纤通信的关键性部件。
目前，光纤放大器主要有三类，分别是半导体光纤放大器、掺稀土元素放大器和非线性放大器。
本文将就这三类光纤放大器逐一展开论述，特别是掺稀土光纤放大器，深入探讨有关他们的结构、工作原理、各自的特点、应用范围、实际应用情况和未来的发展方向，另外，还将就光纤放大器中的非线性光学效应作理论分析。
关键词：光纤；光纤放大器；非线性光学效应The Research of Fiber AmplifierABSTRACTWith theprogress of society，todaythe exchange of informationis moving inhigh-speed，complex，intensivedirection， a direct result oftherateandquality ofinformation disseminationhave become increasingly demanding. Backbone ofall-optical networks，the full implementation ofthepromotionoffiber to the homeis imminent，has becomeinoneofthe"Twelve Five" period ofdevelopment goals. Optical fiber communicationin the new eraisincreasinglyshowinghisirreplaceable position，thefiber amplifierbecause of itsease of integration，high gain，lownoise andwidebandwidthcharacteristics ofthecritical components ofall-opticalfibercommunication. Fiber amplifierhasthree categories，namely，semiconductoropticalamplifier，a rare earth dopedamplifiers andnon-linear amplifier. This paper willeach ofthethreetypesoffiber amplifiersdiscusses，in particular the rare earth-dopedfiber amplifier，depthabout theirstructure，working principle，their own characteristics，scope of application，the actual applicationand futuredevelopment direction，in addition，will alsothenonlinear optical effectintheoptical fiber amplifierfortheoreticalanalysis.Key Words：Optical fiber；Fiber Amplifier；Nonlinear optical effects目录第一章绪论11.1 引言11.2 课题的研究意义和主要内容2第二章光放大器概述32.1 半导体光放大器32.2 掺稀土元素光纤放大器32.3 非线性光放大器5第三章半导体光放大器73.1 半导体光放大器的发展73.2 半导体光放大器的基本结构与特性73.3 半导体光放大器的工作原理93.4 半导体光放大器的特点与应用113.4.1 半导体光放大器的特点113.4.2 SOA的应用123.5 半导体光放大器未来发展方向13第四章掺饵光纤放大器154.1 掺铒光纤放大器简介154.2 EDFA的结构与工作原理164.2.1 EDFA的结构164.2.2 EDFA的工作原理174.3 EDFA 的增益和输出功率特性204.4 EDFA的噪声特性214.5 EDFA的级联224.5.1 噪声积累和分析234.5.2 增益均衡（增益平坦化）244.6 EDFA在有线电视网中的应用254.6.1 在线放大254.6.2 前置放大254.6.3 功率放大254.7 掺稀土光纤放大器的改进264.7.1增益位移掺铒光纤放大器（GS-EDFA）274.7.2 碲基掺铒光纤放大器（EDTFA）284.7.3 铋基掺铒光纤放大器294.7.4 掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS－TDFA）30 第五章拉曼光纤放大器295.1 拉曼光纤放大器的简要介绍295.2 拉曼光纤放大器的基本原理305.2.1 非线性光学效应——拉曼散射效应305.2.2受激拉曼散射的阈值特性325.2.3 受激拉曼散射的增益325.2.4 受激拉曼散射的影响335.2.5 拉曼光纤放大器基本原理355.3 拉曼光纤放大器的分类385.4 拉曼光纤放大器的特点385.5 拉曼放大器与EDFA组合使用的原因405.6 拉曼光纤放大器目前的发展状况和应用40第六章总结与展望40参考文献41致谢42第一章绪论光纤放大器是密集波分复用（DWDM）系统中的关键部件，它取代了传统光—电—光的中继方式，实现了光信号的高增益、低噪声放大。
光纤放大器的研究及其应用
光纤放大器的研究及其应用光纤放大器是一种重要的光学器件，它能够放大光信号，使信号传输距离更远、速度更快。
光纤放大器的应用十分广泛，涵盖通信、医疗、工业、科学研究等多个领域。
一、光纤放大器的基本工作原理光纤放大器是利用掺杂了掺杂元素（如铒、钇等）的光纤来放大光信号的器件。
当掺杂元素被激发后，它们会自发地转移电子能级，从而产生一个较高能级。
当外来光信号与这个高能级相互作用时，能量就会转移到信号上，使得信号的强度增加，从而实现信号的放大。
光纤放大器的基本工作原理虽然简单，但是它还涉及到许多复杂的物理过程，如受激辐射、自发辐射、能量传递等。
因此，实际应用中，人们需要对光纤放大器进行精细设计和调节，以获得最佳的放大效果。
二、光纤放大器的分类与性能指标按照不同的掺杂元素，光纤放大器可以分为铒掺杂光纤放大器、钇掺杂光纤放大器、镱掺杂光纤放大器等。
这些不同掺杂元素的放大器有着不同的特点和优势，可以满足不同的应用需求。
光纤放大器的性能指标包括增益、噪声系数、饱和输出功率等。
其中，增益是最重要的性能指标之一，它反映了放大器放大信号的能力。
噪声系数则评估了放大器内部噪声带来的影响，它越小，说明放大器性能越好。
饱和输出功率则反映了放大器可以输出的最大功率，这对于高速数据传输和长距离信号传输等应用尤为重要。
三、光纤放大器在通信领域的应用光纤放大器在通信领域的应用是其最重要的应用之一。
光纤通信领域中主要使用的光纤放大器是铒掺杂光纤放大器。
它具有高增益、低噪声系数、宽带宽等优点，被广泛应用于光纤通信的放大器、光放大镜等光学器件。
在长距离高速光通信中，信号的衰减非常严重，利用光纤放大器进行补偿就可以实现信号的长距离传输。
光纤放大器还可以作为光纤传感器的检测器，通过对光信号进行放大和处理，实现光纤传感的精度和可靠性。
四、光纤放大器在科学研究中的应用除了通信领域，光纤放大器还广泛应用于科学研究领域。
在激光和超快光谱学研究中，光纤放大器可以为激光器和探测器提供高增益和低噪声的特点，从而实现精密的光学测量。
光纤放大器原理及调试设置方法
光纖放大器原理及調試設置方法光纖放大器是一種能夠增強光信號強度的設備，它在光纖通信中起著至關重要的作用。
本文將通過介紹光纖放大器的原理和調試設置方法來詳細解釋其工作原理和使用方法。
一、光纖放大器的工作原理光纖放大器是利用光纖中的特殊材料（通常為稀土離子摻雜的光纖）對光信號進行放大的設備。
它主要由控制電路、泵浦光源、光放大介質和光偵測器組成。
光信號的放大過程是通過能量轉移的方式實現的。
當泵浦光源輸入光纖放大器時，泵浦光會被光放大介質吸收，並轉移能量給光信號。
光信號在通過光放大介質時會不斷受到能量的補充，從而達到放大的效果。
最終，光信號的強度得到增強。
光纖放大器根據放大介質的不同可以分為不同的類型，如Erbium-doped光纖放大器（EDFA）、Raman光纖放大器（RFA）和Semiconductor光纖放大器（SOA）等。
不同的光纖放大器在工作原理上有所差異，但基本的放大過程是相似的。
二、光纖放大器的調試設置方法1. 泵浦光源的選擇：泵浦光源是光纖放大器的核心部件之一，其功率和波長的選擇對放大器的性能有著重要的影響。
在選擇泵浦光源時，需要考慮泵浦光源的功率是否足夠大，波長是否與光纖放大器的工作波長匹配等因素。
2. 光纖放大介質的選擇：光纖放大器的放大介質可以是掺饋稀土離子的光纖，也可以是其他材料。
不同的放大介質對光信號的放大效果有所不同。
在選擇放大介質時，需要考慮其放大效率、光纖的長度等因素。
3. 光纖放大器的連接配置：光纖放大器在系統中的連接配置也是調試的重要步驟。
需要確保光纖放大器的輸入和輸出接口與其他設備的接口匹配，並注意光纖的清潔和連接的可靠性。
4. 光纖放大器的功率控制：光纖放大器的功率控制是調試中需要重點關注的問題。
需要通過調整泵浦光源的功率、放大介質的長度等參數來控制光纖放大器的輸出功率，以確保系統的穩定性和可靠性。
5. 光纖放大器的保護措施：在使用光纖放大器時，需要注意其保護措施，以防止光纖放大器受到損壞。
光纤放大器的设计与性能分析
光纤放大器的设计与性能分析光纤放大器（Optical Fiber Amplifier，OFA）是一种将输入信号放大并输出的光学器件。
它利用光纤中的受激辐射（Stimulated Emission）的原理来实现信号的放大，广泛应用于光通信、光传感等领域。
以下将对光纤放大器的设计与性能进行分析。
一、光纤放大器的设计要点1.放大介质：光纤放大器的核心是光纤，可以使用具有高掺杂浓度的光纤来增加放大效果。
常用的放大介质有掺铒光纤、掺镱光纤等。
2.泵浦光源：光纤放大器需要泵浦光源来提供能量，激发放大介质中的激发态粒子。
常用的泵浦光源有半导体激光器和光纤光源。
3.反射镜：在光纤放大器的两端放置反射镜，形成光纤光路的闭合环境，提高光信号的传输效率。
二、光纤放大器的性能分析1.增益与噪声：光纤放大器的核心指标是增益和噪声。
增益是指输入信号经过放大器后的输出信号与输入信号之间的功率比值。
噪声是指输入信号经过放大器后引入的额外噪声功率。
通常，光纤放大器要追求高增益和低噪声。
2.带宽与增益平坦度：光纤放大器在不同频率下的增益应保持一致，即增益应具有较宽的频率响应特性。
增益平坦度定义了增益在特定频段内的变化情况。
为了满足光通信系统对信号频谱带宽的要求，光纤放大器需要具有宽带宽和较好的增益平坦度。
3.动态范围：光纤放大器的输入信号功率范围称为动态范围，它表示了放大器能够处理的输入信号功率的范围。
较大的动态范围可以提高放大器的适应性和鲁棒性。
4.功耗：光纤放大器的功耗也是一个重要指标，特别是在大规模部署时。
低功耗的设计可以减少系统的能耗，提高整体效率。
5.稳定性与可靠性：光纤放大器在应用中需要具有较高的稳定性和可靠性。
放大器的输出功率应该与输入信号功率的变化无关，以确保信号传输的稳定性。
三、光纤放大器的优化与改进1.增益改进：可以通过优化光纤的材料和结构，或是采用双光子吸收等技术来提高增益。
2.噪声降低：可以通过减小斯托克斯自发辐射（Spontaneous Emission）和链路中散射等方式来降低噪声。
光纤放大器的设计与性能分析
光纤放大器的设计与性能分析近年来，光纤通信在信息交流领域得到广泛应用，而光纤放大器则成为了其中十分重要的组成部分。
与半导体元件相比，光纤放大器具有更高的增益和更广的带宽，因此在光通信、光传感、光制造等领域中得到了广泛的应用。
本文将从光纤放大器的设计、性能和应用等方面进行探讨。
一、光纤放大器的设计光纤放大器主要由光纤、光泵浦、反射镜等组成，其放大原理是通过光泵浦产生激光器的能级反转，通过光纤中的增益介质，增强输入光信号的强度。
因此，光纤放大器的设计需要考虑以下因素：1.增益介质的选择：通常选择掺铒(Er)、掺镱(Yb)等元素来作为增益介质，具有较高的增益系数和较宽的带宽。
2.泵浦光源功率的选择：泵浦源功率越大则放大器的增益越大，但过大的泵浦源功率会导致放大器的温度升高，从而降低放大器的性能。
3.反射镜的设计：反射镜的反射率及位置对增益性能有一定影响，要根据实际需要选择相应的反射镜。
4.光纤长度的选择：光纤长度对增益峰值和增益带宽有一定影响，需要根据实际需求进行选择。
二、光纤放大器性能分析1.增益：增益是衡量光纤放大器性能的重要指标之一。
光纤放大器的增益与泵浦光源功率、增益介质的折射率、光纤长度、反射镜反射率等因素有关。
增益可以通过实验测量或理论计算得到。
2.带宽：带宽是指在放大范围内信号强度下降到指定增益的一定程度的频率范围，是另一个重要的性能指标。
光纤放大器的带宽与增益介质的光谱宽度、光纤长度和光泵浦源的功率等因素有关。
在实际应用中，带宽是光纤放大器能够承受的最大光信号宽度的重要参数。
3.噪声：噪声是指光纤放大器输出信号中不期望的电磁波干扰，主要来源于增益介质、光放大器器件和泵浦光源等。
光纤放大器的噪声对通信性能影响很大，需要进行噪声性能测试和噪声抑制技术研究，以提高其性能。
三、光纤放大器的应用1.光通信：光纤放大器在光通信领域得到了广泛应用。
它可以实现光纤传输的长距离、高速、高容量，提高信息传输速率，同时也可以延长光纤传输距离。
光纤放大器原理及其应用
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二、光纤放大器种类
光纤放大器种类
SRS光纤放大器杂光纤放大器
掺E������3+光纤放大器 掺P������3+光纤放大器 掺N������3+光纤放大器
四、掺铒光纤光纤放大器的应用
应用
1、作中继器使用，实现全光通信。
四、掺铒光纤光纤放大器的应用
应用
2、作前置放大器。
四、掺铒光纤光纤放大器的应用
应用
3、作发射机的功率放大器
的影响，提高系统的信噪比。信号光和泵浦光可以同方向传输
(称为同向泵)，也可以反向传输(反向泵)和双向传输(双向泵)。
三、光纤放大器原理
掺铒光纤放大器工作原理
在泵浦光源的作用下，在掺铒光纤中出现了粒子数反
转分布，产生了受激辐射，从而使光信号得到放大。由
于EDFA具有细长的纤形结构，使得有源区的能量密度很 高，光和物质的作用区很长，这样可以降低对泵浦光源 功率的要求。
三、光纤放大器原理
掺杂放大器工作原理
掺杂光纤放大器利用掺杂离子在泵浦光作用下的粒子反转
而对入射光信号提供光增益，放大器的增益特性和工作波长由 掺杂离子决定。以掺铒光纤放大器为例谈谈其工作原理。掺铒 光纤放大器的英文缩写为EDFA。EDFA主要由掺铒光纤(EDF)、 泵浦光源、光耦合器、光隔离器及光滤波器组成。
三、光纤放大器原理
非线性放大器工作原理
非线性光纤放大器是利用强的光源对光纤进行激发，使光
纤产生非线性效应而出现拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)，
光脉冲信号在这受激发的一段光纤的传输过程中得到放大。这 类光纤放大器需要对光纤注入泵浦光，泵浦光能量通过SRS或 SBS光纤放大器传送到信号光上，同时有部分能量转换成分子 振动(SRS)或声子(SBS)。 SRS与SBS光纤放大器尽管很类似，但也有一些不同： (1)对SRS光纤放大器泵浦光与信号光可以同向或反向传输；而 而SBS光纤放大器只能逆向泵浦。 (2)SBS的Stokes移动要比SRS小三个数量级。 (3)SRS光纤放大器的增益带宽为～6THz；而SRS光纤放大器的增 益带宽却相当窄，只有30—100MHz。
通信电子中的光纤放大器技术
通信电子中的光纤放大器技术随着通信技术的不断发展，光通信已成为现代通信领域中的一个重要分支。
其中，光纤放大器技术是光通信中不可或缺的关键技术之一。
本文将从光纤放大器的基本原理、发展历程及其应用领域等方面进行探析。
一、光纤放大器的基本原理光纤放大器（Optical fiber amplifier，简称OFA）是指一类能在光纤中实现光信号增强的光学器件。
其基本原理是通过将掺杂有掺杂物的光纤介质放置在激光器或者泵浦光源的辐射下，使得光子与掺杂物间相互作用而发生能级跃迁，从而实现光信号的放大。
OFA主要包括掺铒光纤放大器、掺铒-镱光纤放大器、掺铒-氢光纤放大器等类型。
其中掺铒光纤放大器是应用最广泛的一种，其工作原理是基于铒离子具有能够吸收、发射1550nm波长的激光的特性，从而实现信号增强。
二、光纤放大器的发展历程20世纪70年代，光纤通信领域中的光纤中继技术已经相当成熟，但由于信号的衰减问题限制了其在实际应用中的效果。
这时，光纤放大技术的出现，为光纤通信带来了新的技术突破，同时也成为了光通信中的重要关键技术之一。
光纤放大技术的初期发展主要是通过将半导体激光放大器（Semiconductor Optical Amplifier，简称SOA）的功率和噪声性能进行提升，从而实现信号的放大。
但SOA的局限在于增益范围有限，增益带宽较窄，因此不能很好地适应高速传输的需求。
随着掺铒光纤放大器的出现，光纤放大技术有了质的飞跃，同时掺铒光纤的应用范围也越来越广泛。
目前，掺铒光纤放大器已经被广泛应用于光传输、光通信、光放大、激光技术、光纤传感及光纤光栅等领域。
三、光纤放大器的应用领域1. 光纤通信领域在光纤通信领域，光纤放大器主要用于放大在光纤中传输的信号，使得信号的传输距离更长，同时也能够提高信号质量和信号强度。
在光纤通信系统中，使用掺铒光纤放大器可以实现超过100km的无中继传输，增加光纤通信的可靠性和经济性。
2. 光放大和激光领域在光放大和激光领域，掺铒光纤放大器主要被应用在拉曼放大和激光降噪等方面。
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光纤放大器的研究摘要随着社会的不断进步，当今信息的交流正朝着高速化、复杂化、密集化方向发展，直接导致人们对信息传播的速率及质量的要求越来越高。
建立骨干全光网，全面落实推广光纤入户迫在眉睫，已成为我们在“十二五”期间的发展目标之一。
光纤通信在新时期正越发显现出他无可替代的地位，而光纤放大器因它具有易集成、高增益、低噪声和带宽广的特点，是实现全光型光纤通信的关键性部件。
目前，光纤放大器主要有三类，分别是半导体光纤放大器、掺稀土元素放大器和非线性放大器。
本文将就这三类光纤放大器逐一展开论述，特别是掺稀土光纤放大器，深入探讨有关他们的结构、工作原理、各自的特点、应用范围、实际应用情况及未来的发展方向，另外，还将就光纤放大器中的非线性光学效应作理论分析。
关键词：光纤；光纤放大器；非线性光学效应The Research of Fiber AmplifierABSTRACTWith the progress of society，today the exchange of information is moving in high-speed，complex，intensive direction， a direct result of the rate and quality of information dissemination have become increasingly demanding. Backbone of all-optical networks，the full implementation of the promotion of fiber to the home is imminent，has become in one of the "Twelve Five" period of development goals. Optical fiber communication in the new era is increasingly showing his irreplaceable position，the fiber amplifier because of its ease of integration，high gain，low noise and wide bandwidth characteristics of the critical components of all-optical fiber communication. Fiber amplifier has three categories，namely，semiconductor optical amplifier，a rare earth doped amplifiers and non-linear amplifier. This paper will each of the three types of fiber amplifiers discusses，in particular the rare earth-doped fiber amplifier，depth about their structure，working principle，their own characteristics，scope of application，the actual application and future development direction，in addition，will also the nonlinear optical effect in the optical fiber amplifier for theoretical analysis.Key Words：Optical fiber；Fiber Amplifier；Nonlinear optical effects目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题的研究意义及主要内容 (2)第二章光放大器概述 (3)2.1 半导体光放大器 (3)2.2 掺稀土元素光纤放大器 (3)2.3 非线性光放大器 (5)第三章半导体光放大器 (7)3.1 半导体光放大器的发展 (7)3.2 半导体光放大器的基本结构与特性 (8)3.3 半导体光放大器的工作原理 (9)3.4 半导体光放大器的特点与应用 (11)3.4.1 半导体光放大器的特点 (11)3.4.2 SOA的应用 (12)3.5 半导体光放大器未来发展方向 (13)第四章掺饵光纤放大器 (15)4.1 掺铒光纤放大器简介 (15)4.2 EDFA的结构与工作原理 (16)4.2.1 EDFA的结构 (16)4.2.2 EDFA的工作原理 (17)4.3 EDFA 的增益和输出功率特性 (20)4.4 EDFA的噪声特性 (22)4.5 EDFA的级联 (23)4.5.1 噪声积累及分析 (24)4.5.2 增益均衡（增益平坦化） (25)4.6 EDFA在有线电视网中的应用 (26)4.6.1 在线放大 (26)4.6.2 前置放大 (26)4.6.3 功率放大 (26)4.7 掺稀土光纤放大器的改进 (27)4.7.1增益位移掺铒光纤放大器（GS-EDFA） (27)4.7.2 碲基掺铒光纤放大器（EDTFA） (28)4.7.3 铋基掺铒光纤放大器 (29)4.7.4 掺铥光纤放大器（TDFA）和增益位移掺铥光纤放大器（GS－TDFA） (30)第五章拉曼光纤放大器 (31)5.1 拉曼光纤放大器的简要介绍 (31)5.2 拉曼光纤放大器的基本原理 (31)5.2.1 非线性光学效应——拉曼散射效应 (32)5.2.2受激拉曼散射的阈值特性 (33)5.2.3 受激拉曼散射的增益 (34)5.2.4 受激拉曼散射的影响 (35)5.2.5 拉曼光纤放大器基本原理 (36)5.3 拉曼光纤放大器的分类 (38)5.4 拉曼光纤放大器的特点 (38)5.5 拉曼放大器与EDFA组合使用的原因 (40)5.6 拉曼光纤放大器目前的发展状况及应用 (40)第六章总结与展望 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第一章绪论光纤放大器是密集波分复用（DWDM）系统中的关键部件，它取代了传统光—电—光的中继方式，实现了光信号的高增益、低噪声放大。
近年来，随着计算机网络及其它数据传输业务的飞速发展，长距离光纤传输对提高密集波分复用系统传输容量的需求日益增大，人们对光纤带宽的利用越来越多，密集波分复用和光纤放大器相结合是目前光通信发展的趋势。
1.1引言在光纤通信技术发展的早期，为了实现光信号的中继放大，采用光—电—光的转换思想，具体说来，就是把已经衰弱的光信号进行光电转换，转化为电信号进行放大，而我们那时对电信号的放大技术已经成熟，所以容易实现，再将放大了的电信号进行电光转化，这样就重新得到光信号，从而实现了光的放大。
诚然，对光信号的放大作用的确实现了，但落实到现实中，研究人员发现问题远远没有想象的那么简单。
电中继器设备复杂，维护难、成本高，耗能多，只能实现窄带多波长放大，而且实际需要大量的光纤放大器，这样的高成本投入让光纤发展受到了致命的制约。
1989年，掺饵光纤放大器的诞生，标志着光通信史上的一次革命，因为他开创性的实现了全光放大技术，促使波分复用技术走向实用化，促进了光接入网的实用化，完全解决了过去光—电—光转换时代的众多诟病，为光纤通信的长足发展打下了坚定的基础。
光纤放大器（Optical Fiber Ampler，简写OFA）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。
不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。
光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。
目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种，其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、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）等领域。
根据光纤放大器在光纤线路中的位置和作用，一般分为中继放大、前置放大和功率放大三种。
自80年代末至90年代初研制成掺铒光纤放大器（EDFA），并开始应用于1.55mm 频段的光纤通信系统以来，推动了光纤通信向全光传输方向发展，且目前EDFA的技术开发和商品化最成熟；应用广泛的C波段EDFA通常工作在1530~1565nm光纤损耗最低的窗口，具有输出功率大、增益高、与偏振无关、噪声指数低、放大特性与系统比特率和数据格式无关，且同时放大多路波长信号等一系列的特性，在长途光通信系统中得到了广泛的应用。
掺铒光纤放大器的不足是C-Band EDFA的增益带宽只有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。
非线性OFA是利用光纤的非线性效应实现对信号光放大的一种激光放大器。
当光纤中光功率密度达到一定阈值时，将产生受激拉曼散射（SRS）或受激布里渊散射（SBS），形成对信号光的相干放大。
非线性OFA可相应分为拉曼光纤放大器（SRA）和布里渊光纤放大器（BRA）。
OFA的研制始于80年代，并在90年代初取得重大突破。
在现代光通信系统设计中，如何有效地提高光信号传输距离，减少中继站数目，降低系统成本，一直是人们不断探索的目标。
OFA是解决这一问题的关键器件，它的研制和改进在全球范围内仍方兴未艾。
随着密集波分复用（DWDM）技术、光纤放大技术，包括掺铒光纤放大器（EDFA）、分布拉曼光纤放大器（DRFA）、半导体放大器（SOA）和光时分复用（OTDM）技术的发展和广泛应用，光纤通信技术不断向着更高速率、更大容量的通信系统发展，而先进的光纤制造技术既能保持稳定、可靠的传输以及足够的富余度，又能满足光通信对大宽带的需求，并减少非线性损伤。
密集波分复用系统在光纤传输系统中已成为技术主流，作为DWDM系统核心器件之一的光纤放大器在其应用中将得到迅速发展，这主要是由于光纤放大器有足够的增益带宽，它与WDM技术相结合可迅速简便地扩大现有光缆系统的通信容量，延长中继距离[1]。
在光纤接入网中，尽管用户系统的距离较短，但用户网的分支太多，需要用光纤放大器来提高光信号的功率以补偿光分配器造成的光损耗和提高用户的数量，降低用户网的建设成本。
在光纤CATV 系统中，随着其规模的不断扩大，其链路的传输距离不断增长，光路的传输损耗也不断增加，将光纤放大器应用在光纤CATV系统中不但可提高光功率，补偿链路的损耗，增加光用户终端，而且简化了系统结构，降低了系统成本。