home

Квантовая и полупроводниковая электроника: курс лекций

?
123

Оценим величину мощности шумов на выходе усилителя.
Мощность спонтанного излучения ионов эрбия в метастабильном состоянии пропорциональна средней энергии кванта и полосе частот излучения:
Δ
сп
–34
2
14
где h = 6,6·10 Вт·с – постоянная Планка, ν ≈ 2·10 Гц – сред14
няя частота и Δν ≈ 0,04·10 Гц – ширина спектральной полосы
усиливаемых сигналов, соответствующая диапазону длин волн
1530÷1560 нм.
Мощность усиленного спонтанного излучения на выходе
усилителя
ш вых

сп

где K ≈ 10 (30 дБ) – коэффициент усиления усилителя.
Δ
Вт
мВт ,
ш вых
дБм
ш вых
Шум-фактор (коэффициент шума) NF (noise figure) характеризует ухудшение отношения сигнал/шум после прохождения
сигнала через оптический усилитель и определяется как отношение сигнал/шум на входе (Pc вх/Pш вх) к отношению сигнал/шум на выходе (Pc вых/Pш вых):
3

с вх
с вых

ш вх
ш вых

Мощность шума на выходе состоит из суммы мощности
усиленного спонтанного излучения и усиленной мощности шума во входном сигнале:
ш вых

сп

с вх
с вх

сп

ш вх

ш вх

сп
ш вх

ш вх

Часто значение шум-фактора указывается в дБ:
сп

дБ

ш вх

Шум-фактор идеального усилителя, в котором отсутствует
спонтанное излучение, равен 1 (0 дБ). На практике типичные
значения шум-фактора эрбиевых усилителей составляют 5÷6 дБ.