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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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由於此功能，Alvarez 變焦在智慧型手機等纖薄應用中非常有用。圖1. 傳統光學變焦鏡頭（左）和Alvarez變焦鏡頭（右）Alvarez 鏡組如何運行 要首先了解 Alvarez 縮放的工作原理，我們應該看看 Alvarez 鏡組。每個 Alvarez 透鏡都是一個自由曲面光學元件，只有一個對稱平面。 Fig 3.

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）。

2.2 光接收機模型設計案例：PIN光電二極管的噪聲分析2.2.1 設計目的 影響光接收機性能的主要因素就是接收機內的各種噪聲源。接收機中的放大器本身電阻會引入熱噪聲（Thermal Noise），而放大器的晶體管會引入散粒噪聲（Shot Noise），而且多級放大器中會將前級的噪聲同樣放大，計算分析這些噪聲對我們分析、優化光接收機以及整個光通訊系統都是有十分重要的作用。

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。

光路系統整體設計：雙級放大架構，實現125倍成像為平衡“高放大倍率”與“小系統體積”，團隊設計“預放大+主放大”雙級架構，通過“放大鏡組（5倍）+離軸三反自由曲面鏡組（25倍）”的疊加，最終實現125倍信號放大，同時利用離軸結構消除成像遮攔，自由曲面鏡校正像差。

受激離子現在可以通過受激發射放大信號光：信號光將離子降低到較低水平（通常是基態歧管）并帶走激發能量。 重要的是，受激發射總是進入導致它的光的相同模式。因此，我們真正得到了信號光的放大，而不僅僅是增強了向各個方向的熒光。

射入泵浦包層的光也進入光纖纖芯，在那里它可以被激光活性離子吸收。（請注意，泵浦包層是未摻雜的，因此那里沒有泵浦吸收。）只是，泵浦光與摻雜纖芯的重疊減少了，因為大部分泵浦功率在未摻雜的泵浦包層中傳播。圖 1 顯示了泵浦光如何注入內包層（泵浦包層），而信號光如何注入光纖纖芯并保留在那里。圖 1： 基于雙包層光纖的包層泵浦光纖放大器。信號光射入摻雜纖芯，泵浦光射入內包層。

由于光纖放大器經常達到高增益（幾十分貝），自發發射的光的引導部分被強烈放大。我們稱之為放大自發發射（ASE）。產生的功率可以變得比輻射到所有其他方向的功率大得多，即使只有一小部分熒光被核心捕獲。放大自發發射的后果是：? 即使我們不注入任何輸入信號，我們也可以在放大器增益高的任何波長范圍內獲得相當大的輸出功率。ASE光相對寬帶；它實際上用于一些超發光源。

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。

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

02第二部分：如何描述光如何從激發密度計算增益和泵吸收？為什么增益或損耗光譜的形狀通常取決于激發程度，例如在摻鉺和摻鐿光纖放大器中？03第三部分：穩定狀態的自洽解決方案如何計算沿光纖的光功率和激發密度的自洽穩態解？什么情況下這么難？拍攝方法和放松方法有什么限制？

使用SOA作為單通道光放大器的優點是：SMF在該載波波長下的低色散；支持高速、高帶寬、低功耗、高增益、小型化、易于集成。使用SOA作為單通道光放大器的缺點是：增益飽和效應，導致模式中脈沖的不相等放大（稱為模式效應）脈沖放大后的啁啾現象本課程演示了在由SMF和線性SOA組成的500km光鏈路上進行10 Gb/s傳輸時的模式效應。圖一為整體光路。