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影響增益的因素

　　EDFA的增益與諸多因素有關，如摻鉺光纖的長度，隨著摻鉺光纖長度的增加，增益經歷了從增加到減少的過程，這是因為隨著光纖長度的增加，光纖中的泵浦功率將下降，使得粒子反轉數降低，最終在低能級上的鉺離子數多于高能級上的鉺離子數，粒子數恢復到正常的數值。

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　　其中：Pout表示EDFA兩級放大后的輸出光功率，Pin表示需要放大的輸入光功率。在本文中，光放大采用了兩級級聯放大，級增益為G1：其中級的輸出為第二級的輸入，P‘out=P’in=P，所以：即，整體增益等于兩級增益之和，本文的整體光功率增益為：

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　　EDFA的增益還跟輸入光的程度、泵浦光功率及光纖中鉺離子Er3+的濃度都有關系，如小信號輸入時的增益系數大于大信號輸入時的增益系數。當輸入光弱時，高能位電子的消耗減少并可從泵激得到充分的供應，因而，受激輻射就能維持達到相當的程度。當輸入光變強時，由于高能位的電子供應不充分，受激輻射光的增加變少，于是就出現飽和。泵浦光功率越大，摻鉺光纖越長，3dB飽和輸出功率也就越大。其次與當Er3+的濃度超過值時，增益反而會降低，因此要控制好摻鉺光纖的鉺離子濃度。

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　　由于摻鉺光纖本身的損耗，造成信號光中被吸收掉的光子多于受激輻射產生的光子，引起增益下降。由上述討論可知，對于某個確定的入射泵浦功率，存在著一個摻鉺光纖的長度，使得增益。增益與摻鉺光纖長度的關系如圖4所示。

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　EDFA級聯應用的增益

　增益計算

　　對EDFA級聯的整體光功率增益：

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　　級增益為17dB，第二級增益為13dB，1W的光功率經過準直聚焦，再有光學鏡頭發射到大氣信道，大大提高了光信號的有效傳輸距離。

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