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掺铒光纤放大器
掺铒光纤放大器（EDFA）,是90年代安发展起来的一种新型光纤通信。众所周知，光在长
距离传输时，由于受发送功率 、接收机灵敏度、光纤线路衰减，甚至色散等因素的影响和限
制，使得光脉冲从光发射机输出经济光纤传输一定距离后，其幅度会受到衰减，波形也会出
现失真。因此，要进行长距离的信号传输，就需要在光信号传输一定距离后加中继器，以放
大衰减的信号，恢复失真的波形，使光脉冲得到再生。
传统的光纤中继器一般要经过光----电----光的转换过程，而不能把光信号直接进行放
大。这种方式不仅给整个系统的可靠性、灵活性带来了许多问题，而且还使设备结构变得异
常复杂。如何解决这个问题？人们自然想到可否不经过光----电----光的转换，而直接将已
衰减掉的光信号进行放大。掺铒（Er3+）光纤放大器的研制成功，标志着光纤通信技术进入
了一个崭新的发展阶段。
一、掺铒光纤放大器的工作原理
掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：
掺铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输
入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。
研究表明，掺铒光纤放大器通常可得到15-40dB的增益，中继距离可以在原来的基础上提
高100km以上。那么，人们不禁要问：科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素
来提高光波的强度呢？我们知道，铒是稀土元素的一种，而稀土元素又有其特殊的结构特点。
长期以来，人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法，来改善光学器件的性能，所
以这并不是一个偶然的因素。另外，为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢？其实，泵
浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm，但实践证明波长980nm的泵浦光源激
光效率最高，次之是波长1480nm的泵浦光源。
二、掺铒光纤放大器的应用
掺铒光纤放大器在常规光纤数字通信系统中应用，可以省去大量的光中继机，而且中继
距离也大为增加，这对于长途光缆干线系统具有重要意义。其主要应用包括：
1、可作光距离放大器。传统的电子光纤中继器有许多局限性。如，数字信号和模拟信号
相互转换时，中继器要作相应的改变；设备由低速率改变成高速率时，中继器要随之更换；
只有传输同一波长的光信号，且结构复杂、价格昂贵，等等。掺铒光纤放大器则克服了这些
缺点，不仅不必随信号方式的改变而改变，而且设备扩容或用于光波分复用时，也无需更换。
2、可作不发送机的后置放大器及光接收机的前置放大器。
作光发送机的后置放大器时，可将激光器的发送功率从0dB提高到+10dB。作光接收机的
前置放大器时，其灵敏度也可大大提高。因此，只需在线路上设1-2个掺铒放大器，其信号传
输距离即可提高100-200km。
此外，掺铒光纤放大器待解决的问题
掺铒光纤放大器的独特优越性已被世人所公认，并且得到越来越广泛的应用。但是，掺
铒光纤放大器也存在着一定的局限性。比如，在长距离通信中不能上下话路、各站业务联系
比较困难、不便于查找故障、泵浦光源寿命不长，等等。随着光纤通信技术的不断进步，这
些问题将会得到完满的解决。
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