LV443B.XR/2光纖放大器基礎信息

商品編號： 50154360

傳感器空間特別狹窄或環境條件惡劣時，傳統立方體或圓柱形傳感器很快就會達到其極限。這正是光纖傳感器提供的解決方案的優質所在。其由兩部分結構組成：柔性塑料或玻璃光纖（有各種長度可供選擇）和獨立放大器（有多種評估選項）。這種結構可將放大器置于臨界環境外，并安裝在合適的位置，同時將光纖傳輸到探測點。這樣，即使苛刻條件下也能可靠駕馭。

光纖插入放大器。光纖范圍和可用功能隨型號而變。本系列滿足所有基本要求：高分辨率靈敏度調整用 20 圈調節旋鈕、2 個亮/暗通可切換用和帶有高性能放大器的便捷版本，其對于范圍值，靈敏度和時間功能可進行多種設置。信號值和開關閾值在兩個易讀顯示器上同步顯示。三個不同示教功能明顯簡化了參數設置。也可以購買 IO-Link 的型號。

光纖放大器：原理、分類與應用詳解

光纖放大器（Optical Fiber Amplifier, OFA）是一種無需將光信號轉換為電信號，直接在光纖鏈路中對光信號進行放大的關鍵光通信器件。它解決了傳統光通信系統中因光纖損耗導致的信號衰減問題，極大地延長了通信距離，是現代大容量、高速率光纖通信網絡（如骨干網、城域網）的核心組成部分。

一、核心工作原理：受激輻射與粒子數反轉

光纖放大器的工作本質基于激光的受激輻射原理，核心是實現 “粒子數反轉"，具體過程可拆解為 3 個步驟：

泵浦（Pumping）：通過外部 “泵浦光源"（通常為高功率半導體激光器，如 980nm 或 1480nm 波長）向放大器的 “增益介質"（摻雜特殊元素的光纖，如鉺離子）注入能量。

粒子數反轉：增益介質中的原子（或離子）吸收泵浦光能量后，從低能級（基態）躍遷到高能級（激發態），形成 “高能級粒子數> 低能級粒子數" 的非熱平衡狀態，即 “粒子數反轉"。

受激輻射與信號放大：當待放大的信號光（如 1550nm 通信波長）通過增益介質時，會刺激高能級粒子躍遷回低能級，同時釋放出與信號光波長、相位、偏振方向一致的光子 —— 這些新光子與原信號光疊加，實現光信號的強度放大。

1. 核心前提：增益介質與粒子能級

光纖放大器的 “放大載體" 是增益介質（如鉺摻雜光纖中的鉺離子、半導體光放大器中的半導體材料），其內部的原子 / 離子存在不同能量狀態的 “能級"—— 可簡單理解為 “能量臺階"，主要包含兩類關鍵能級：

基態（低能級）：原子 / 離子的穩定狀態，此時粒子能量，大部分粒子默認處于該能級。

激發態（高能級）：原子 / 離子吸收外部能量后躍遷到的不穩定狀態，粒子在該能級停留時間極短（通常納秒級），會自發向低能級躍遷并釋放能量。

2. 關鍵驅動：泵浦與粒子數反轉

要實現光放大，必須打破 “基態粒子數> 激發態粒子數" 的熱平衡狀態，建立 **“粒子數反轉"**（即激發態粒子數 > 基態粒子數），這一步需通過 “泵浦" 完成：

泵浦注入：通過外部 “泵浦光源"（如鉺摻雜光纖放大器常用的 980nm/1480nm 半導體激光器），向增益介質注入高能量的泵浦光。

粒子躍遷：增益介質中的原子 / 離子吸收泵浦光的能量后，從能量較低的 “基態" 被 “激發" 到能量較高的 “激發態"。

粒子數反轉形成：當泵浦光功率足夠強時，大量基態粒子被持續激發到激發態，最終實現 “激發態粒子數遠超基態粒子數" 的非平衡狀態 —— 即 “粒子數反轉"，這是光放大的核心前提（無粒子數反轉則無法實現有效放大）。

3. 核心過程：受激輻射與信號放大

當 “粒子數反轉" 狀態建立后，待放大的信號光（如通信常用的 1550nm 波長光）通過增益介質時，會觸發 “受激輻射"，完成信號放大：

受激觸發：信號光的光子作為 “觸發源"，與增益介質中處于激發態的粒子發生相互作用。

同步輻射：被觸發的激發態粒子會 “同步" 向基態躍遷，同時釋放出一個與 “入射信號光光子"一致的新光子（波長、相位、偏振方向、傳播方向均相同）。

信號疊加增強：每一個信號光光子都會觸發一個新光子，大量激發態粒子持續通過受激輻射釋放新光子，這些新光子與原信號光光子疊加，使得信號光的強度（功率）呈指數級增強 —— 最終實現光信號的放大。