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光放大器是一种用于放大光信号的技术,也称为光信号。光放大器直接放大光信号,而不将其转换为其他中间形式。这使它与另一种称为再生或中继器的设备不同,它通过将输入的光信号转换成电能,然后产生一个新的光信号。光放大器技术可以增强激光器和光缆等设备中的光信号,对于电信等应用非常重要。最常见的是带烧杯的科学家利用光抽运激光器中同样的现象的放大方法是受激发射。使用这种方法的每个光放大器都包含一种物理介质,可以放大入射光,称为增益介质。当增益介质接收到入射光能量时,这个过程称为抽运增益介质,入射的光子被暂时吸收,并激发一些介质中的电子到更高的能级。然后这些电子迅速回落到原来的能级。当它们这样做时,它们损失的能量以光子的形式释放出来,放大原始信号。如果需要非常高的放大倍数,多个放大器可以连接在一起,这样光信号就可以按顺序通过每个放大器。根据光功率、波长和特定设备所需的其他特性,许多不同的物质可以用作光放大器中的增益介质。光放大器最常见的增益介质二氧化硅中掺杂了少量的稀土元素,如铒和镱。也可以使用其他增益介质,如半导体或钇铝石榴石晶体一种称为拉曼放大器的放大器通过利用一种叫做拉曼散射的现象来增强光信号。当入射光与物质接触时,未被吸收的光子被散射到不同的方向上。其中绝大多数光子的波长和频率与以前相同,只有很小的一部分利用这些粒子的振动能与物质的粒子交换能量,而利用这些粒子进行光放大需要两种光源,一种是高频泵浦激光器,另一种是低频,来自光纤的更高波长光源。拉曼放大器中的增益介质由泵浦光的高频光抽运,激发介质中的粒子并增加它们的振动能量来激发拉曼散射。当光信号的高波长光子通过介质时,信号以泵浦光为代价获得能量并被放大。这种方法主要用于电信技术,以增强通过光纤电缆发送的长距离信号。
  • 发表于 2020-09-18 06:36
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  • 分类:科学教育

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