有源器件的光学有源器件
单包层光纤激光器是研究最早的一类光纤激光器，可以追溯到20世纪60年代。所用的增益材料有掺钕硅酸盐玻璃、掺秦光纤、掺稀土光纤、氟化物玻璃光纤等。激光输出功率在毫瓦到瓦量级，激光波长在0.48^-2.7pm.范围内双包层光纤激光器(DCFIL)是80年代末发展起来的一种光纤激光器，是目前研究开发的重点和热点。由于泵浦方式的改变，这种光纤激光器的激光输出功率明显提高，达到几瓦到近百瓦的输出功率。所用的增益光纤包括掺稀土元素(如Er’X，Yb3X，Nd3+等)的应时光纤。)、掺稀土元素的氟化物玻璃光纤(ZBLAN)、光子晶体光纤(PCF)等等。为了提高输出功率，设计了对称圆、偏心圆、D形、矩形、六边形和梅花形。
花形内包层结构，其中矩形内包层结构的转换效率最高。据报道，掺铒双包层光纤激光器的输出功率为103W，波长为1565nm，锁模掺铒光纤激光器的脉宽达到3fs，为实现全光纤高速通信奠定了基础。目前，这种光纤激光器已经从成熟的光纤通信领域扩展到工业加工、医学、印刷业和国防等激光应用领域。
光纤结构光纤激光器是近年来提出的一种新的泵浦方式。实际上是对包层端面泵浦方式的改进。它从包层侧面注入泵浦光，从而形成“任意形状”光纤激光器的概念，使千瓦级高功率光纤激光器得以实现。目前掺镱应时光纤激光器的输出功率为2000W，激射波长为1.060um，包层侧面泵浦的方式也有很多种，如V型槽侧面泵浦、全拼接侧面泵浦、光纤束侧面泵浦等。利用光相位阵列技术，可以获得高能量的光纤激光器。这种光纤激光器在国防和军事领域有着非常重要的应用，如激光武器系统、光电对抗、激光有源干扰等。美国、德国等国都有相应的军用高功率光纤激光器发展计划和实施项目。目前研制的光纤激光器的腔结构主要有法布里-珀罗(F-P)腔、圆形腔、V形腔、8字形腔、福克斯-史密斯腔以及一些复合腔。光纤激光器是一种新型激光器。光纤激光器的研究和发展将把光纤及包括光纤通信在内的相关技术推向一个新的高度。与半导体激光器相比，至少在结构上，光纤激光器更好地与光纤通信系统和网络耦合。
光纤激光器是全光纤光源，将逐渐成为光纤通信领域的重要候选光源。此外，超荧光光纤光源(SFS)和无谐振腔光子晶体光纤激光器(PCFL)也是近年来的研究热点之一。掺铒光纤放大器(EDFA)的研制成功是20世纪80年代和90年代光纤通信领域的重大技术突破，具有重要意义。近年来，随着光纤放大器技术的不断完善和发展，以及与WDM技术的融合，光纤通信的长(超长)距离、(超大)容量、(超高速)和密集波分复用(DWDM)正成为长距离高速光纤通信和海外光纤通信领域的主要技术发展方向。光纤放大器包括掺杂光纤放大器(掺杂稀土元素，如EDFA、PDFA、YDFA等。)、非线性光纤放大器(拉曼光纤放大器(RFA)、布里渊光纤放大器(BFA)、光纤参量放大器(OPA)、塑料光纤放大器(POFA)和掺铒光波导放大器(EDWA)。主要技术指标有带宽特性、噪声特性、增益特性等。EDFA是研制最早、应用最广泛的光纤放大器，已经完全商业化。具有高增益、高功率、宽频带、低噪声、增益特性与极化无关、对数据速率和格式透明、多通道放大的低插入损耗和低串扰等特点。泵浦光的波长主要是980nm(三能级系统)和1480nm(二能级系统)，有三种基本的泵浦方式:同向、反向和双向。级联EDFA可以形成多级EDFA系统。普通的应时EDFA工作在1535-1565nm波段(G波段)，一般增益大于30dB，增益带宽20-40 nm，输出功率约为+20dBm，噪声系数(NF)小于5 dB。EDFA可以采用线路(中继)、电源、前缀、局域网等形式。为了进一步提高EDFA的性能，可以在硅基掺铒玻璃光纤中加入其他掺杂元素。例如，掺杂Al、Sm、Yb、N、P和Sb以提高放大器的增益带宽和平坦化特性。近年来，掺氟光纤放大器(F-EDFA)、掺蹄光纤放大器(Te-EDFA)、秘密掺杂光纤放大器(Bi-EDFA)以及掺杂氟化物玻璃光纤、硅酸盐玻璃光纤和磷酸盐玻璃光纤(Tm)已经应用于L波段，而应用于S波段的掺铁光纤放大器(TDFA)成为光纤放大器的研究热点。掺秦光纤放大器()和掺铒光纤放大器()可以工作在1310nm的波长，这对改善和提高现有光纤通信系统的性能具有重要的现实意义。NDFA和PDFA都使用掺秦(nd)和掺镨的氟玻璃光纤作为放大增益介质。但由于放大自发辐射(ASE)的限制，NDFA不易成为高增益1310nm放大器，泵浦波长为795nm。PDFA放大效率低，运行不稳定。研制了最大增益为40dB、噪声系数为5dB、输出功率为+20dBm的PDFA。NDFA和PDFA的结构性能和可靠性需要进一步改善和提高，以便完全商业化。拉曼光纤放大器(RFA)利用光纤中的拉曼效应来放大光信号。
RFA的主要优点是低噪声系数、全频带放大、对温度不敏感和在线放大。RFA可以分为离散型和分布式，以满足不同的需求。分立RFA主要采用高拉曼增益的特殊光纤(如高掺锗光纤等)。)，长度约为1-2km，泵浦功率为几瓦，泵浦波长为1.06um的激光器产生的三级标桩线可以泵浦并放大波长为1.3t.m的光信号；1.55rlm波长光纤通信系统可以使用1.48t.m泵浦激光器。分立RFA可以产生40dB以上的小信号增益，饱和输出功率约为+25dBm。作为一种高增益大功率放大器，主要应用于需要高增益且易于控制的通信系统中。分布式RFA直接使用传输光纤作为放大增益介质，具有分布式放大、低噪声系数、系统升级等特点。主要用作光纤系统的分布式补偿放大，可用于远程泵浦、宽带和长距离的1.3pm和1.55f4m光纤传输系统和网络。RFA的噪声系数(NF)明显小于EDFA，分布式RFA的NF一般在0.5-1dB之间。与EDFA相比，RFA在宽带特性、增益特性、光信噪比(QSNR)和配置灵活性等方面具有明显优势，更适用于大容量、高速率和长距离的传输系统和网络。此外，还出现了将RFA和EDFA结合起来形成混合光纤放大器(HFA)的趋势，它吸收了RFA和EDFA的优点，进一步提高了光纤放大器的性能。①打雷时，容易在供电线路上产生较高的偶然过电压，破坏放大器。可以在放大器的电源上安装避雷器，以保护放大器不被烧坏。
②放大器电源电压过低，或电源插座接触不良，放大器长时间在大电流下工作后烧毁。采取的措施是选择开关电源的放大器，拓宽供电范围，保证放大器正常工作，保持信号质量不变，特别是农村地区供电线路不规则，电压低不稳定，放大器损坏。这些地方也可以选择开关电源放大器。
(3)由于供电线路各相用电负荷不平衡，中心线有电流。一旦中心线烧坏，相电压就变成线电压，达到380V V左右，由于各相负载不同，相间电压也会有变化，工作放大器会因电压升高而烧坏。
(4)功放电源中的滤波电容因长期工作而干涸、老化、容量减少，导致电视屏幕上出现一条上下移动的50Hz交流电交叉线，使画面不干净。这是维修中的通病。
⑤放大器内部散热不好，使电平波动。原因是可调部分是金属片。放大器温度过高时，极易使可调金属片热胀冷缩，导致接触不良，电平不稳定。
⑥使用一定年限的放大器指标会变差，元器件会老化，特别是前几级的放大器必须更换，以免影响传输质量；故障和修复后的放大器在干线和支线的前几级不能使用；可以在家庭较少的终端使用，一旦出现故障也不会影响大规模用户看电视。
⑦功放本身温度过高，安装位置又在阳光直射下，容易导致功放熔断，中断电视信号。①雷击时馈线电压升高，不仅会烧坏馈线，还会烧坏线路中所有的馈线放大器。措施是在馈线前安装雷电过电压保护器，放大器选用带防雷的。
(2)干线中一段电缆由于人为或其他原因短路，使短路点与馈电电源之间的放大器和馈线烧坏。规划设计中应采取有效措施对馈线进行短路保护。
(3)由于经常停电，产生的浪涌瞬间冲击电压，容易烧坏放大器的保险丝。有的保险丝没断，功放的电源或模块元件也因瞬时电压高而烧毁。可以在放大器中安装一个过压消除器，可以起到一定的作用。
③电源线老化，功放电源插头接触不良，会使功放断断续续工作，导致电视信号有时无故障。
4.放大器电平控制
在接入网络中，控制放大器进出口的电平非常重要，因为电平对环境温度的变化非常敏感。夏季气温升高，电缆损耗增加，进线电平降低，导致系统载噪比恶化。同时，放大器的增益也会随着温度的升高而降低，从而降低传输电平，影响用户观看。当温度下降时，电缆损耗会降低，放大器的输出电平会增加更多。如果超出允许范围，就会导致系统改变互调比。屏幕出现云纹和雨刷状互调干扰，影响终端的观看效果。严重的情况下，是无法观看的。因此，维修技术人员迫切需要严格控制放大器进出口的液位，采取有效措施弥补温差造成的液位严重不稳定，必须引起重视。