光放大器是光纖通信系統中能對光信號進行放大的一種子系統產品。光放大器的原理基本上是基于激光的受激輻射，通過將泵浦光的能量轉變為信號光的能量實現放大作用。光放大器自從1990年代商業化以來已經深刻改變了光纖通信工業的現狀。

激光放大器是指利用光的受激輻射進行光的能量(功率)放大的器件。通過采用激光放大器，可以在獲得高的激光能量或功率時而又保持激光的質量(包括脈寬、線寬、偏振特性等)。常用于可控核聚變、核爆模擬、超遠激光測距等重大技術中的高功率激光系統。

獲得極高的輸出能量和功率，保持振蕩器的光束質量，降低光學元件的破壞和損傷。

常見激光放大器可以分為兩類，即脈沖的或穩態的。如果輸入激光脈沖的時間寬度Δc小于放大器高能級的自發輻射壽命τ21，則稱為脈沖激光放大器。反之，Δc>τ21，的就稱為穩態激光放大器，它包括了長脈沖激光放大器和連續激光放大器。脈沖激光放大器以放大激光能量為主，而穩態激光放大器則主要是放大激光功率(或光強)，實際上激光振蕩器也是這樣分類的。此外，脈沖激光放大器中，還可分出一類，稱之為超短脈沖放大器，它主要對鎖模激光脈沖進行放大，與鎖模激光器一樣有自己的特點。

1長脈沖激光放大器

一般振蕩級激光器輸出的是連續的或一般脈沖激光器。

脈寬:τ>T1

其中T1是放大介質激發態的粒子由于輻射躍遷的縱向弛豫時間。弛豫時間:激發態的粒子所在的能級有一定的壽命，因此產生輻射躍遷有一定的滯后時間。固體:T1~10-3s主要由上能級的總壽命來決定。

因此上能級的粒子數消耗掉以后來得及由泵浦得以補充。這時腔內的光子數密度和工作物質的反轉粒子數可以認為不隨時間變化--穩態過程。

2脈沖放大器:

一般振蕩級為調Q激光器~10-8s

T2<τ<T1

T1:縱向弛豫時間。

T2:橫向弛豫時間:放大介質中粒子相互交換能量過程引起的非輻射躍遷使激發態的粒子的感應偶極矩有一定的弛豫時間。

由于脈寬較小，在脈沖信號放大期間，工作物質的反轉粒子數和光子密度是隨時間變化的。--非穩態過程

3超短脈沖放大器:

脈沖窄，是鎖模激光器，輸出的脈沖10-11~10-15s。光信號和放大介質的相干作用是一種相干的放大作用。情況比較復雜，需要采用半經典理論進行討論。

按照工作方式分類

行波激光放大器

再生激光放大器--做好模匹配

注入鎖定放大器--模匹配+位相鎖定

多程放大器

光放大器主要有2種，半導體放大器及光纖放大器。半導體放大器分為諧振式和行波式;光纖放大器分為摻稀土元素光纖放大器和非線性光學放大器。非線性光學放大器分為拉曼(SRA)和布里淵(SBA)光纖放大器。

就是在光纖中摻雜稀土離子(如鉺、鐠、銩等)作為激光活性物質。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的。摻鉺光纖放大器的增益帶較寬，覆蓋S、C、L頻帶;摻銩光纖放大器的增益帶是S波段;摻鐠光纖放大器的增益 帶在1310nm附近。

則是利用拉曼散射效應制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖后，會發生非線性效應拉曼散射。在不斷發生散射的過程中，把能量轉交給信號光，從而使信號光得到放大。由此不難理解，拉曼放大是一個 分布式的放大過程，即沿整個線路逐漸放大的。其工作帶寬可以說是很寬的，幾乎不受限制。這種光放大器已開始商品化了，不過相當昂貴。

一般是指行波光放大器，工作原理與半導體激光器相類似。其工作帶寬是很寬的。但增益幅度稍小一些，制造難度較大。這種光放大器雖然已實用了，但產量很小。

在其傳輸路徑內采用光放大器的一種WDM光傳輸系統中，用于監視并控制放大器運行并從數據傳輸中作光譜分離的一個監控信號信道，可以與數據復用。披露了一種放大器的結構，它能隨傳輸系統為增加數據處理能力的升級而升級，例如增加波段內和/或沿反方向的數據傳輸，但不必斷開通過該放大器的準備升級的數據傳輸路徑。這種結構是使用信道分出和插入濾波器來實現的，這些濾波器的配置，要使放大的數據傳 輸路徑伸延，通過這些濾波器的分出/插入信道。

申請日: 2000年06月06日

公開日: 2001年04月25日

授權公告日: 2003年12月31日

申請人/專利權人: 諾泰爾網絡公司

申請人地址: 加拿大魁北克

發明設計人: 凱文·P·瓊斯;羅杰·M·吉布;羅伯特·A·貝克;馬丁·P·皮埃特克;馬克·E·布雷;巴里·布林泰;詹姆斯·里根;托比·J·雷德;阿倫·A·索海姆;羅伯特·W·基斯;馬克·R·海因斯;約瑟夫·芒;奈杰爾·E·喬利;阿倫·魯賓遜;喬納森·P·金;西蒙·P·帕里

專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所

代理人: 蔣世迅

專利類型: 發明專利

分類號: G02F1/39