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全局參數 光放大器 該教程將會介紹光放大器庫這一部分。 此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。

Optisystem可以設計和模擬光纖放大器和光纖激光器。此處展示的案例可在Optisystem安裝文件夾samplesOptical amplifiers中找到。該教程將會介紹光放大器庫這一部分。光放大器全局參數使用Optisystem的第一步是設置全局參數。我們都知道，主要的一個參數是time window，它由比特率和序列長度計算得到。

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第 2 部分：光通道在光纖放大器或光纖激光器的定量模型中，我們需要以某種方式描述在光纖中傳播的光。具體應該如何做，很大程度上取決于具體情況。在大多數情況下，我們處理的是不同波長的不同光波——例如，泵浦波和信號波。在更復雜的情況下，我們可能有多個泵浦和信號波，也可能有來自放大自發發射(ASE) 的光（請參閱我們的光纖放大器教程的第 4 節）。

這一點尤其重要，因為前置放大器通常對 ASE 比功率放大器級更敏感。? 對于脈沖操作，也可以使用具有級之間的光開關的時間選通，該光開關僅在要放大的每個脈沖周圍的短時間間隔內打開。（例如，可以使用聲光調制器或電光調制器。）該方法不能避免 ASE 直接在脈沖周圍可能出現的問題，這可能會干擾某些應用，但它會降低系統中的 ASE 功率損耗.

（我們在本教程中不考慮相位敏感放大器；光纖放大器都是相位不敏感的，除了基于非退化參量放大的放大器。）讓我們假設這種放大器的輸入信號具有盡可能小的噪聲水平，即在所謂的標準量子噪聲水平。此外，我們假設這種噪聲均勻分布在兩個正交分量上，即我們不考慮所謂的光壓縮狀態。

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信號輸出。 圖 1： 簡單的摻鉺光纖放大器的示意圖。

理解了麥克斯韋方程組，就掌握了探索光器件奧秘的鑰匙。COMSOL的波動光學模塊就是通過計算由麥克斯韋方程組得出的偏微分方程來仿真各類光器件。 COMSOL波動光學模塊頻域分析的控制方程 三、光子時代的到來 1960年，第一臺紅寶石激光器誕生，之后又陸續制成了氦氖激光器、砷化鎵半導體激光器等各種激光器。當代光器件中，激光是主要的光源。

本教程包含以下部分：1：簡介2：光通道3：功率傳播或場傳播4：激光活性離子5：放大器和激光器的連續波操作6：放大和產生短脈沖7：超短脈沖8：使用自制軟件還是商業產品？以下是Paschotta 博士關于光纖放大器和激光器建模教程的第 6 部分。第 6 部分：放大器和激光器的連續波操作在本教程的前一部分中，我們假設所有通道的輸入功率恒定。

本教程包含以下部分：1：簡介2：光通道3：功率傳播或場傳播4：激光活性離子5：放大器和激光器的連續波操作6：放大和產生短脈沖7：超短脈沖8：使用自制軟件還是商業產品？以下是Paschotta 博士關于光纖放大器和激光器建模教程的第 5 部分。

05.放大器和激光器的連續波操作在這里，我們討論如何為光纖放大器或激光模型中的光功率和激發密度找到自洽的解決方案。對于適用于廣泛案例的通用建模軟件，需要相當復雜的算法。06.放大和生成短脈沖動態模擬（具有任意時間依賴性的光功率和激發密度）不一定比穩態計算更難完成。例如，可以模擬脈沖放大器和 Q 開關激光器的行為。

圖 5： 摻鐿雙包層光纖放大器中光功率的演變。主要原因是 ASE 出現的波長稍長一些：圖 6： 摻鐿雙包層光纖放大器的 ASE 光譜。ASE 最大值已移至更長的波長，因為現在鐿激發較低。通過提供 10 倍以上的信號輸入功率，即通過以較低增益操作放大器，可以大大抑制 ASE。然而，即便如此，功率轉換效率也僅限于 73%。

光纖放大器最重要的應用可能是光纖通信，即通過光纖傳輸數據。在長距離傳輸系統中，需要周期性地恢復信號的光功率，例如每 50 公里的光纖。此外，還有一些放大器用于提高產生信號的低功率激光二極管的輸出，尤其是在將信號分成許多光纖之前（例如，在有線電視 = CATV 中）。有時，在接收器之前使用放大器以獲得更好的光電檢測信噪比。

? 如果要放大的信號是偏振的，那么僅引導具有一個線性偏振方向的光的偏振光纖會更好。? 如果我們的激光躍遷具有準三能級性質（就像光纖放大器中的常見情況一樣），我們應該盡可能地保持兩端的激發密度。? 在下一部分中，我們將看到反向泵送可能比前向泵送更好。使用由兩個或更多放大器級組成的放大器鏈并濾除各級之間的 ASE也是非常有幫助的。

光纖放大器的教程包含以下十個部分： 1、光纖中的稀土離子 2、增益和泵浦吸收 3、穩態的自洽解 4、放大的自發發射 5、正向和反向泵浦 6、用于大功率操作的雙包層光纖 7、納秒脈沖光纖放大器 8、超短脈沖光纖放大器 9、光纖放大器噪聲

本教程包含以下部分： 1： 簡介 2： 光通道 3： 功率傳播或場傳播 4： 激光活性離子 5： 放大器和激光器的連續波操作 6： 放大和產生短脈沖 7：

光纖放大器的教程包含以下十個部分：1、光纖中的稀土離子2、增益和泵浦吸收3、穩態的自洽解4、放大的自發發射5、正向和反向泵浦6、用于大功率操作的雙包層光纖7、納秒脈沖光纖放大器8、超短脈沖光纖放大器9、光纖放大器噪聲10、多級光纖放大器接下來是Paschotta 博士關于光纖放大器教程的第2部分：在第 1 部分中，我們已經看到如何根據給定的光強度計算激光活性離子的激發密度

本教程包含以下部分：1：簡介2：光通道3：功率傳播或場傳播4：激光活性離子5：放大器和激光器的連續波操作6：放大和產生短脈沖7：超短脈沖8：使用自制軟件還是商業產品？以下是Paschotta 博士關于光纖放大器和激光器建模教程的第 3 部分。

目前廣泛使用的光檢測器是半導體光電二極管，主要有PIN管和雪崩光電二極管，后者又稱APD管。2) 放大器包括前置放大器和主放大器，前者與光電檢測器緊相連，故稱前置放大器。在一般的光纖通訊系統中，經光電檢測器輸出的光電流是十分微弱的，為了保證通信質量，顯然，必須將這種微弱的電信號通過放大器進行放大。在OptiSystem提供的Photodiode元件中已內置了前置放大器。