光纖放大器(Optical Fiber Ampler，簡寫(xie) OFA)是指運用於(yu) 光纖通信線路中，實現信號放大的一種新型全光放大器,為(wei) 實現全光通信奠定了一項技術基礎。根據它在光纖線路中的位置和作用，一般分為(wei) 中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳(chuan) 統的半導體(ti) 激光放大器(SOA)相比較，OFA不需要經過光電轉換、電光轉換和信號再生等複雜過程，可直接對信號進行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用於(yu) 長途光通信的中繼放大。

    根據放大機製不同，OFA可分為(wei) 兩(liang) 大類。

1 非線性OFA

       非線性OFA是利用光纖的非線性效應實現對信號光放大的一種激光放大器。當光纖中光功率密度達到一定閾值時，將產(chan) 生受激拉曼散射(SRS)或受激布裏 淵散射(SBS)，形成對信號光的相幹放大。非線性OFA可相應分為(wei) 拉曼光纖放大器(SRA)和布裏淵光纖放大器(BRA)。目前研製出的SRA尚未商用 化。

       OFA的研製始於(yu) 80年代，並在90年代初取得重大突破。在現代光通信係統設計中，如何有效地提高光信號傳(chuan) 輸距離，減少中繼站數目，降低係統成本，一直是人們(men) 不斷探索的目標。OFA是解決(jue) 這一問題的關(guan) 鍵器件，它的研製和改進在全球範圍內(nei) 仍方興(xing) 未艾。

       隨著密集波分複用(DWDM)技術、光纖放大技術，包括摻鉺光纖放大器(EDFA)、分布喇曼光纖放大器(DRFA)、半導體(ti) 放大器(SOA)和光時 分複用(OTDM)技術的發展和廣泛應用，光纖通信技術不斷向著更高速率、更大容量的通信係統發展，而先進的光纖製造技術既能保持穩定、可靠的傳(chuan) 輸以及足 夠的富餘(yu) 度，又能滿足光通信對大寬帶的需求，並減少非線性損傷(shang) 。


2 摻稀土OFA

       製作光纖時，采用特殊工藝，在光纖芯層沉積中摻入極小濃度的稀土元素，如鉺、鐠或銣等離子，可製作出相應的摻鉺、摻鐠或摻銣光纖。光纖中摻雜離子在受 到泵浦光激勵後躍遷到亞(ya) 穩定的高激發態，在信號光誘導下，產(chan) 生受激輻射，形成對信號光的相幹放大。這種OFA實質上是一種特殊的激光器，它的工作腔是一段 摻稀土粒子光纖，泵浦光源一般采用半導體(ti) 激光器。

       當前光纖通信係統工作在兩(liang) 個(ge) 低損耗窗口：1.55μm波段和1.31μm波段。選擇不同的摻雜元素，可使放大器工作在不同窗口。

(1)摻鉺光纖放大器(EDFA)

        EDFA工作在1.55μm窗口，該窗口光纖損耗係數1.31μm窗低(僅(jin) 0.2dB/km)。已商用的EDFA噪聲低，增益曲線好，放大器帶寬大， 與(yu) 波分複用(WDM)係統兼容，泵浦效率高，工作性能穩定，技術成熟，在現代長途高速光通信係統中備受青睞。目前，“摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波 分複用(DWDM)+非零色散光纖(NZDF)+光子集成(PIC)”正成為(wei) 國際上長途高速光纖通信線路的主要技術方向。

(2)摻鐠光纖放大器(PDFA)

       PDFA工作在1.31μm波段，已敷設的光纖90%都工作在這一窗口。PDFA對現有光通信線路的升級和擴容有重要的意義(yi) 。目前已經研製出低噪聲、高增益的PDFA，但是它的泵浦效率不高，工作性能不穩定，增益對溫度敏感，離實用還有一段距離。