home

Квантовая и полупроводниковая электроника: курс лекций

?
122

ет уменьшить неравномерность коэффициента усиления до десятых долей дБ в пределах рабочего диапазона.
Энергетическая эффективность определяется отношением
приращения мощности сигнала к величине мощности накачки:
Отношение числа фотонов сигнала Nс, появившихся в процессе
усиления сигнала, к числу поглощённых фотонов накачки Nн
называется квантовой эффективностью накачки:
Qef=Nс / Nн.
(3.9)
Накачка на длине волны 980 нм позволяет получить энергетическую эффективность 55% при квантовой эффективности 86%.
Шум усилителя – некогерентное излучение, возникающее в
эрбиевом волокне. Ионы эрбия могут самопроизвольно (спонтанно) переходить из метастабильного состояния в основное с
испусканием фотона:
Спонтанное излучение усиливается так же, как полезный сигнал, распространяющийся по усилителю. Поэтому, даже если
нет входного сигнала, на выходе усилителя всегда имеется усиленное спонтанное излучение (amplified spontaneous emission –
ASE). Ширина спектра шума на выходе усилителя (рис.3.8) приблизительно такая же, как и ширина полосы усиливаемых сигналов (рис.3.6).
Pс, дБм
Спектр сигнала

0
 10
 20

Спектр шумов

 30
 40
 50
1,5

1,52

1,54

1,56

1,58

1,6

λc, мкм

Рис.3.8. Спектры полезного сигнала и шумов на выходе усилителя