光纖放大器的
教程包含以下十個部分：
z7NGpA( 1、光纖中的稀土離子
hfl% r9o 2、增益和泵浦吸收
6 qz!M 3、穩(wěn)態(tài)的自洽解
F^/~@^{P 4、放大的自發(fā)發(fā)射
E.5*Jr=J 5、正向和反向泵浦
w>/pQ6=OFR 6、用于大
功率操作的雙包層光纖
(ffOu#RQ3 7、納秒脈沖光纖放大器
{9m!UlTtw 8、超短脈沖光纖放大器
i'eY mm96Q 9、光纖放大器噪聲
*SMoodFBS 10、多級光纖放大器
sWojQ-8} 接下來是Paschotta 博士關(guān)于光纖放大器教程的第5部分：
2@=cqD7x ` $QzTv 第五部分：正向和反向泵浦
$=@9 D,R 如果我們在光纖放大器中放大一些信號，我們有不同的泵浦選項(xiàng)：
;T"m [D • 正向泵浦是指泵浦波與信號波的傳播方向相同。
Y_|K,T6Zj@ • 反向泵浦意味著泵浦波沿相反方向傳播。
T_YMM' ` • 一個也可以同時雙向泵送；這稱為雙向泵送。
gMoy y 圖 1 顯示了一個雙向泵浦光纖放大器。用于前向泵浦的來自左側(cè)
激光二極管的輻射使用二向色光纖耦合器與輸入信號相結(jié)合。在有源（摻鉺）光纖之后，有第二個二向色耦合器，用于將來自第二個泵浦二極管的光反向注入。相同的耦合器還可以防止任何殘留的泵浦光到達(dá)信號輸出。
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'YmO 圖 1： 簡單的摻鉺光纖放大器的示意圖。兩個激光二極管 (LD) 為摻鉺光纖提供泵浦功率，使其能夠放大波長約為 1550 nm 的光。兩個帶尾纖的法拉第隔離器大大降低了設(shè)備對背反射的敏感性。
K~fDv i 在下文中，我們將研究各種技術(shù)細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)部分地導(dǎo)致了某些泵送方向的優(yōu)勢。
4N%2w(,+8 電源轉(zhuǎn)換效率
h0S y'] 3m 在簡單情況下，有源光纖的寄生損耗可忽略不計(jì)，ASE 可忽略不計(jì)（參見第 4 部分），放大器的功率轉(zhuǎn)換效率不取決于泵浦方向：
zBr Wm_R5T • 總增益僅取決于沿光纖的平均激發(fā)密度。
Wf+Cc?/4 • 總泵吸收效率也僅取決于該平均值。
ZmR[5 mv@ • 這同樣適用于通過熒光（自發(fā)發(fā)射）損失的功率量。
rSc,\upz l1iF}>F2 所有這些也適用于準(zhǔn)三能級激光躍遷，當(dāng)然也適用于雙向泵浦。
{Vt^Xc 如果光纖具有大量寄生損耗，則反向泵浦更為有效。這是因?yàn)楸闷州斎攵烁浇男盘柡軓?qiáng)，抑制了該區(qū)域的激發(fā)密度，因此泵浦光在寄生損耗得到它之前就被離子有效吸收。在某些情況下，雙向泵送可能更有效。然而，大多數(shù)放大器只有幾米長，在這個長度內(nèi)的寄生損耗并不是很重要。功率轉(zhuǎn)換效率的一個更重要的差異可能來自 ASE，接下來將討論：
/pSUn"3 放大的自發(fā)發(fā)射
EP*["fx 我們已經(jīng)在第 4 部分中看到，如果沒有信號輸入，ASE 在反向方向上會更強(qiáng)。毫不奇怪，如果我們也有信號輸入，這種不對稱性并不會消失，而 ASE 的數(shù)量（構(gòu)成功率損耗）在很大程度上取決于信號和泵浦光的相對方向。
8h@)9Q]d\ 例如，讓我們考慮與第 3 部分和第 4部分相同的摻鐿光纖放大器。我們已經(jīng)在左側(cè)看到了 940 nm 的正向泵浦功率和 1030 nm 的 1 mW 信號輸入功率如何演變：
hK9t}NE.O uP% ;QBb 圖 2： 沿帶正向泵浦的摻鐿光纖放大器長度方向的光功率。
21)-: rS 現(xiàn)在我們改為反向泵送：
J _[e9 -G^t-I 圖 3： 沿?fù)借O光纖放大器長度的光功率，現(xiàn)在具有反向泵浦。
]<o.aMdV 我們看到 ASE 現(xiàn)在微弱到可以忽略不計(jì)，我們獲得了 346 mW 的信號輸出功率，而不是只有 290 mW。ASE
光譜（此處未顯示）僅在 1030 nm 附近顯示一些弱 ASE，而在 975 nm 附近則更少。975 nm 處的正凈增益僅出現(xiàn)在距離左側(cè)約 2 m 的光纖短區(qū)域中。
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這些發(fā)現(xiàn)非常典型。一般來說，準(zhǔn)三電平光纖放大器在反向泵浦時具有較低的 ASE 損耗，因此如果 ASE 損耗會很大，那么該配置中的功率轉(zhuǎn)換效率會更高。對于更高的輸入信號功率，造成更強(qiáng)的增益飽和，兩個方向的差異更小。
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