第六章激光放大技術一段處于粒子數反轉的工作物質就是一個激光放大器。激光放大的意義：增加功率或能量，振蕩器產生高能量存在困難長程光通訊系統需要對光損耗進行補償§6.1激光放大器的分類

光放大概念－利用受激輻射實現光放大光放大的前提條件－g<0g>0g=0粒子數反轉分布吸收透明放大對入射光要求？上述放大器與激光器的差別：無諧振腔－行波光放大器激光器－激光振蕩器－再生（光）放大器按工作方式分類:

對入射光要求：

行波放大器:

只要求入射光頻率在增益介質譜線范圍內再生放大器:入射光需在諧振腔本征頻率附近,保證頻率匹配g>0g>0行波放大器再生放大器(F-P放大器)再生放大器兩端面與光傳輸方向垂直，并具有一定反射率的放大器，稱為再生放大器。再生放大器中，光可以在兩個反射面間往返傳播，具有較高的增益。

連續激光放大器入射端光強為I0，光功率為P0，輸出端光強為I（l），P（l）時，增益定義為：再生放大器兩個端面組成的諧振腔對頻率也有選擇作用，其諧振頻率為，端面反射率為r1,r2,入射光頻率為時，再生放大器增益為GS為單程渡越的增益。

當時，放大器具有最大增益當時，增益下降為最大值的一半。n偏離ncG下降;r1、r2

越高，n偏離nc允許值越小，增益

再生放大器行波放大器

G＝Gs再生放大器舉例：半導體光放大器h=3.2-3.4r1、r2

060nm~1nm再生放大器行波放大器按入射光時間特性分類

連續激光放大器脈沖激光放大器超短脈沖激光放大器（入射信號脈寬t0及工作物質弛豫時間T）

弛豫：某種物理狀態的建立或消亡過程弛豫時間縱向弛豫時間T1：能級上的粒子數數目發生變化(T1～t2)

橫向弛豫時間T2－位相弛豫時間宏觀感應電極化的產生和消亡的時間電磁場共振相互作用－同相，碰撞等其它作用－消相

固體氣體半導體縱向弛豫時間(s)10-3~10-410-6~10-910-9

橫向弛豫時間(s)10-11~10-1210-8~10-910-12

按功能分類:（通信系統中）前置放大器:小信號工作狀態,噪聲系數小功率放大器:大信號,增益飽和狀態,飽和輸出功率大線路放大器：補償系統中各光纖段的損耗t0>T1

與連續波放大相似穩態方法T2<<t0<T1

脈沖放大非穩態方法

t0<T2

超短脈沖放大半經典

光激勵方式:

橫向（均勻）激勵：(固體或半導體光放大器)

Dn，g0、Is

均為常數

縱向激勵：Dn，g0，Is

與傳輸距離有關(光纖放大器)I0(t)I1(t)聚光器泵浦燈激光工作物質泵浦光980nm(1480nm)信號光1550nmI0(t)I1(t)摻鉺光纖6.2均勻激勵連續激光放大器的增益特性1.輸入信號強度對放大器增益的影響均勻加寬時，平均損耗系數、信號光頻率凈增益系數入射光信號較弱，放大器較短時，若放大器中各處光強均遠小于飽和光強，則放大器小信號增益前置放大器

入射光信號較強或工作物質足夠長可比擬可得(6.2.1)－凈增益系數(功率增益)公式輸出光強放大器增益I0已知，放大器的gm、l、a可以測得，Is

已知(6.2.3)(6.2.4)在氣體工作物質和未達到重度飽和的其他工作物質中，若放大器始終保持則，對（6.2.1)積分用功率表示飽和輸出功率：G下降為G0/2時的輸出功率在時：2.最大輸出光強提高輸入光強和增大放大器長度均可以提高輸出光強，但是隨著信號光的增強，增益系數將不斷減小，直到凈增益系數光強不再增加3.增益譜寬增益系數是頻率的函數，入射光頻率不同，放大器的增益不同當時，最大當時，，放大器的增益譜寬