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光放大器是一種用于放大光信號的技術，也稱為光信號。光放大器直接放大光信號，而不將其轉換為其他中間形式。這使它與另一種稱為再生或中繼器的設備不同，它通過將輸入的光信號轉換成電能，然后產生一個新的光信號。光放大器技術可以增強激光器和光纜等設備中的光信號，對于電信等應用非常重要。最常見的是帶燒杯的科學家利用光抽運激光器中同樣的現象的放大方法是受激發射。使用這種方法的每個光放大器都包含一種物理介質，可以放大入射光，稱為增益介質。當增益介質接收到入射光能量時，這個過程稱為抽運增益介質，入射的光子被暫時吸收，并激發一些介質中的電子到更高的能級。然后這些電子迅速回落到原來的能級。當它們這樣做時，它們損失的能量以光子的形式釋放出來，放大原始信號。如果需要非常高的放大倍數，多個放大器可以連接在一起，這樣光信號就可以按順序通過每個放大器。根據光功率、波長和特定設備所需的其他特性，許多不同的物質可以用作光放大器中的增益介質。光放大器最常見的增益介質二氧化硅中摻雜了少量的稀土元素，如鉺和鐿。也可以使用其他增益介質，如半導體或釔鋁石榴石晶體一種稱為拉曼放大器的放大器通過利用一種叫做拉曼散射的現象來增強光信號。當入射光與物質接觸時，未被吸收的光子被散射到不同的方向上。其中絕大多數光子的波長和頻率與以前相同，只有很小的一部分利用這些粒子的振動能與物質的粒子交換能量，而利用這些粒子進行光放大需要兩種光源，一種是高頻泵浦激光器，另一種是低頻，來自光纖的更高波長光源。拉曼放大器中的增益介質由泵浦光的高頻光抽運，激發介質中的粒子并增加它們的振動能量來激發拉曼散射。當光信號的高波長光子通過介質時，信號以泵浦光為代價獲得能量并被放大。這種方法主要用于電信技術，以增強通過光纖電纜發送的長距離信號。

發表于 2020-09-18 06:36
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分類：科學教育

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