Оптические Усилители. Принцип действия.

1) Усилители на лазерных диодах.

2) Усилители на легированном волокне.

3) Рамановские усилители.

Принцип действия оптических усилителей (двухуровневая модель):

Существует два энергетических уровня E1>E2,на которых присутствует определенное количество зарядов N1>N2. Причем, уровень E2 - возбуждённое состояние, уровень E1 - нормальное состояние. Электроны распределены по статистике Больцмана. Если на вход попадает фотон, то он с большой вероятностью будет поглощен этой средой, что может сопровождаться переходом частиц с уровня E1 на уровень E2, если , усиление здесь невозможно.Для появления усиления необходимо, чтобы (инверсия населенности уровней). Для ее создания используют энергетическую накачку (инжекция электронов или излучение лазера советующей длины волны). В результате накачки мы создаем среду, в которой , появляется возможность генерации вторичных фотонов с той же длиной волны и коэффициентом размножения (усиления). Усиление неизбежно сопровождается: поглощение энергии светового сигнала (возрастает с ростом активной среды) и спонтанная эмиссия вторичных фотонов (усиленное спонтанное излучение).