EDFA的工作原理是什么？有哪些应用方式

正确答案: 现在我们具体说明泵浦光是如何将能量转移给信号的。若掺铒离子的能级图用三能级表示，如图6.3.2（a）所示，其中能级E₁代表基态，能量最低，能级E₂代表中间能级，能级E₃代表激发态，能量最高。若泵浦光的光子能量等于能级E₃与E₁之差，掺杂离子吸收泵浦光后，从基态E₁升至激活态E₃。但是激活态是不稳定的，激发到激活态能级E3的铒离子很快返回到能级E₂。若信号光的光子能量等于能级E2和E1之差，则当处于能级E₂的铒离子返回基态E1时就产生信号光子，这就是受激发射，使信号光放大获得增益。图6.3.2（b）表示EDFA的吸收和增益光谱。为了提高放大器的增益，应尽可能使基态铒离子激发到能级E₃。从以上分析可知，能级E₂和E₁之差必须是相当于需要放大信号光的光子能量，而泵浦光的光子能量也必须保证使铒离子从基态E1跃迁到激活态E₃。
E.DFA可作为光发射机功率增强放大器、接收机前置放大器，或者取代光-电-光中继器作为在线光中继器使用。在光纤系统中可延长中继距离，特别适用于长途越洋通信。在公用电话网和CATV分配网中，使用EDFA补偿分配损耗，可做到信号无损耗的分配。
另外，EDFA可在多信道系统中应用，因为EDFA的带宽与半导体光放大器（SOA）的一样都很宽（1~5THz），使用光放大器可同时放大多个信道，只要多信道复合信号带宽比放大器带宽小就行。
E.DFA具有相当大的带宽（D=20~40nm，或f=2.66~5.32THz），这就意味着可用来放大短至皮秒级的光脉冲而无畸变。从光波系统的应用观点出发，EDFA的潜在应用在于它们可放大ps级的脉冲而不发生畸变的能力。