光放大器（Optical amplifier）

光放大器（Optical amplifier）
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂光放大器就是能把光訊號放大的一種裝置。常見的放大器有三種:聲放大器、電放大器與光放大器。聲放大器最常見的就是喇叭，藉由電能轉變為聲能，因此可以把微弱的聲音訊號放大。電放大器則是利用三極體的射極、基極與集極，三極電流與電壓的倍數關係，而將電訊號加以放大。光放大器則是利用光電元件，受激輻射(stimulated emission)的原理，將雷射訊號放大。基於能量守恆原理，光能量不可能白白增加，因此光放大器需藉由輸入電能才可轉變成光能，因此它是一種電光元件，輸入電能輸出光能。

在光纖通訊裡，光訊號傳輸一定距離後，會因能量的損耗，而造成訊號與雜訊比值(簡稱為訊雜比)的下降，進而造成傳輸訊號不可分辨或資料錯誤，因此每隔一段距離，就要使用訊號再生器(repeater)，以便訊號的再生(regenerate)、再成形(reshape)與再定時(retime)，這三種功能稱為3R，對於光纖通訊極為重要，而光放大器，便負起這3R的責任。

雷射放大器使用在光纖系統的時機有四種，前級放大器(pre-amplifier)、後級放大器(power-amplifier)、中繼放大器(inline-amplifier)與區域網路放大器(Local Area Network amplifier，簡稱為LAN-amplifier)。

所謂前級放大器是光訊號由光源輸出後、進入光纖以前，先行放大的裝置。所謂後級放大器是光訊號由光纖輸出後，進入接收裝置前，再次放大的裝置。所謂中繼放大器是在光纖傳輸過程中，光纖與光纖之間的放大裝置。所謂區域網路放大器是使用在區域網路，因應短程光纖價格便宜，因此性能不如長程光纖，故有較大的損耗率，故加裝在區域網路中，以便訊號的再生。

光放大器主要有兩種，一種是半導體雷射放大器，另外一種摻鉺光纖。半導體雷射放大器因為有體積小、增益大等特性，因此有很大的應用潛力。另外摻鉺光纖，因為本身也是一種光纖，所以耦合率較半導體雷射放大器為佳，在1988年太平洋光纖系統裡，所用的光放大器就是一種摻鉺光纖。

參考資料: http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_amplifier