劳易测LEUZE ELECTRONIC光纤放大器技术参数

LV443B.XR/2光纤放大器基础信息

商品编号： 50154360

传感器空间特别狭窄或环境条件恶劣时，传统立方体或圆柱形传感器很快就会达到其极限。这正是光纤传感器提供的解决方案的优质所在。其由两部分结构组成：柔性塑料或玻璃光纤（有各种长度可供选择）和独立放大器（有多种评估选项）。这种结构可将放大器置于临界环境外，并安装在合适的位置，同时将光纤传输到探测点。这样，即使苛刻条件下也能可靠驾驭。

光纤插入放大器。光纤范围和可用功能随型号而变。本系列满足所有基本要求：高分辨率灵敏度调整用 20 圈调节旋钮、2 个亮/暗通可切换用和带有高性能放大器的便捷版本，其对于范围值，灵敏度和时间功能可进行多种设置。信号值和开关阈值在两个易读显示器上同步显示。三个不同示教功能明显简化了参数设置。也可以购买 IO-Link 的型号。

光纤放大器：原理、分类与应用详解

光纤放大器（Optical Fiber Amplifier, OFA）是一种无需将光信号转换为电信号，直接在光纤链路中对光信号进行放大的关键光通信器件。它解决了传统光通信系统中因光纤损耗导致的信号衰减问题，极大地延长了通信距离，是现代大容量、高速率光纤通信网络（如骨干网、城域网）的核心组成部分。

一、核心工作原理：受激辐射与粒子数反转

光纤放大器的工作本质基于激光的受激辐射原理，核心是实现 “粒子数反转"，具体过程可拆解为 3 个步骤：

泵浦（Pumping）：通过外部 “泵浦光源"（通常为高功率半导体激光器，如 980nm 或 1480nm 波长）向放大器的 “增益介质"（掺杂特殊元素的光纤，如铒离子）注入能量。

粒子数反转：增益介质中的原子（或离子）吸收泵浦光能量后，从低能级（基态）跃迁到高能级（激发态），形成 “高能级粒子数> 低能级粒子数" 的非热平衡状态，即 “粒子数反转"。

受激辐射与信号放大：当待放大的信号光（如 1550nm 通信波长）通过增益介质时，会刺激高能级粒子跃迁回低能级，同时释放出与信号光波长、相位、偏振方向一致的光子 —— 这些新光子与原信号光叠加，实现光信号的强度放大。

1. 核心前提：增益介质与粒子能级

光纤放大器的 “放大载体" 是增益介质（如铒掺杂光纤中的铒离子、半导体光放大器中的半导体材料），其内部的原子 / 离子存在不同能量状态的 “能级"—— 可简单理解为 “能量台阶"，主要包含两类关键能级：

基态（低能级）：原子 / 离子的稳定状态，此时粒子能量，大部分粒子默认处于该能级。

激发态（高能级）：原子 / 离子吸收外部能量后跃迁到的不稳定状态，粒子在该能级停留时间极短（通常纳秒级），会自发向低能级跃迁并释放能量。

2. 关键驱动：泵浦与粒子数反转

要实现光放大，必须打破 “基态粒子数> 激发态粒子数" 的热平衡状态，建立 **“粒子数反转"**（即激发态粒子数 > 基态粒子数），这一步需通过 “泵浦" 完成：

泵浦注入：通过外部 “泵浦光源"（如铒掺杂光纤放大器常用的 980nm/1480nm 半导体激光器），向增益介质注入高能量的泵浦光。

粒子跃迁：增益介质中的原子 / 离子吸收泵浦光的能量后，从能量较低的 “基态" 被 “激发" 到能量较高的 “激发态"。

粒子数反转形成：当泵浦光功率足够强时，大量基态粒子被持续激发到激发态，最终实现 “激发态粒子数远超基态粒子数" 的非平衡状态 —— 即 “粒子数反转"，这是光放大的核心前提（无粒子数反转则无法实现有效放大）。

3. 核心过程：受激辐射与信号放大

当 “粒子数反转" 状态建立后，待放大的信号光（如通信常用的 1550nm 波长光）通过增益介质时，会触发 “受激辐射"，完成信号放大：

受激触发：信号光的光子作为 “触发源"，与增益介质中处于激发态的粒子发生相互作用。

同步辐射：被触发的激发态粒子会 “同步" 向基态跃迁，同时释放出一个与 “入射信号光光子"一致的新光子（波长、相位、偏振方向、传播方向均相同）。

信号叠加增强：每一个信号光光子都会触发一个新光子，大量激发态粒子持续通过受激辐射释放新光子，这些新光子与原信号光光子叠加，使得信号光的强度（功率）呈指数级增强 —— 最终实现光信号的放大。