Apart from amplifying the input sig

Apart from amplifying the input signal, every optical amplifier also adds some excess noise to the output. This is often quantified with the so-called noise figure.

For phase-insensitive amplifiers (i.e., those where the gain does not depend on the phase of the input), quantum optics dictates some minimum quantum noise level of the added noise. For example, for high gain applied to a shot-noise limited input (a coherent state), the output noise power of the intensity noise must be at least twice that of a hypothetical noiseless amplifier, i.e., the minimum noise figure is 2, corresponding to 3 dB. The phase noise is also increased.

Origins of Amplifier Noise
For laser amplifiers (based on stimulated emission, e.g. fiber amplifiers), the unavoidable excess noise comes from spontaneous emission of the gain medium into the amplified mode. For a four-level gain medium with a low-noise pump, the excess noise can approach the minimum quantum-mechanically allowed level. (Note that the gain medium acts as an energy reservoir, effectively damping the influence of high-frequency pump noise.) The use of quasi-three-level gain media leads to additional excess noise, because for a given gain the upper-state population (and thus the spontaneous emission) has to be higher to compensate for the signal reabsorption. The additional increase in noise in such situations can be quantified with a spontaneous emission factor, which decreases for increasing excitation levels.

Raman amplifiers behave similarly, if operated at not too high temperatures. They can have fairly low noise figures, if the fiber losses are small.

In a non-degenerate optical parametric amplifier, the excess noise comes from vacuum fluctuations entering the idler port, and possibly also from the pump wave. A degenerate parametric amplifier does not need to add excess noise (it has no idler!), but its amplification is phase-sensitive.

In addition to quantum noise, classical fluctuations of the pump source can also cause excess noise.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นอกจากการขยายสัญญาณ เครื่องขยายสัญญาณแสงทุกยังเพิ่มรบกวนส่วนเกินเพื่อผลผลิต นอกจากนี้นี้มักจะเป็นวัดที่ มีตัวเลขสัญญาณรบกวนที่เรียกว่าสำหรับขยายระยะซ้อน (เช่น ผู้ที่รับไม่ขึ้นกับระยะของการป้อนข้อมูล), เลนส์ควอนตัมบอกบางควอนตัมขั้นต่ำระดับเสียงรบกวนเสียงเพิ่ม ตัวอย่างเช่น สำหรับใช้เป็นการยิงรบกวนจำกัดป้อนค่า (การเชื่อมโยงกันรัฐ), พลังเสียงผลลัพธ์ของเสียงความเข้มสูงกำไรต้องครั้งของเครื่องขยายเสียงหงิม ๆ สมมุติ เช่น ตัวเลขสัญญาณรบกวนน้อย 2 สอดคล้องกับ 3 dB เสียงรบกวนระยะจะเพิ่มขึ้นด้วยต้นกำเนิดของเครื่องขยายเสียงสำหรับสัญญาณเลเซอร์ (ตามกระตุ้นปล่อย เช่นไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์), เสียงเกินหลีกเลี่ยงไม่ได้มาจากธรรมชาติปล่อยของกลางกำไรเข้าสู่โหมดการขยาย สำหรับสื่อสี่ระดับกำไรด้วยเครื่องสูบน้ำรบกวน สัญญาณรบกวนส่วนเกินสามารถเข้าน้อยที่สุดกลควอนตัมได้ระดับ (หมายเหตุที่ สื่อกำไรที่ทำหน้าที่เป็นตัวพลังงานอ่างเก็บน้ำ ได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้อิทธิพลของเสียงความถี่สูงปั๊มหมาด ๆ) การใช้สื่อ quasi สามระดับกำไรที่นำไปสู่เสียงส่วนเกินเพิ่มเติม เนื่องจากมีกำไรกำหนดประชากรบนสถานะ (และปล่อยธรรมชาติ) มีการให้สูงขึ้นเพื่อชดเชยการดูดสัญญาณ เพิ่มเติมรบกวนในสถานการณ์เช่นนี้สามารถจะวัด ด้วยปัจจัยการปล่อยธรรมชาติ ซึ่งลดลงสำหรับเพิ่มระดับกระตุ้นแอมพลิฟายเออร์รามันลักษณะเช่นเดียวกัน ถ้าดำเนินการที่อุณหภูมิไม่สูงเกินไป พวกเขาสามารถมีตัวเลขสัญญาณรบกวนค่อนข้างน้อย ถ้าการสูญเสียเส้นใยมีขนาดเล็กในตัวไม่ใช่ degenerate แสงพาราเมตริกขยาย สัญญาณรบกวนส่วนเกินมาจากสูญญากาศความผันผวนเข้าพอร์ต idler และอาจเกิดจากคลื่นปั๊ม เครื่องขยายเสียงพาราเมตริก degenerate ต้องเพิ่มสัญญาณรบกวนส่วนเกิน (มีลอร์ไม่), แต่ขยายความเป็นขั้นตอนสำคัญนอกจากเสียงควอนตัม ความผันผวนของคลาสสิกของแหล่งปั๊มทำให้เกิดสัญญาณรบกวนส่วนเกิน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นอกเหนือจากการขยายสัญญาณอินพุตทุกเครื่องขยายเสียงแสงนอกจากนี้ยังเพิ่มเสียงบางส่วนเกินเพื่อการส่งออก นี้มักจะมีปริมาณตัวเลขเสียงที่เรียกว่า

สำหรับแอมป์เฟสตาย (เช่นผู้ที่กำไรไม่ขึ้นอยู่กับขั้นตอนของการป้อนข้อมูล), เลนส์ควอนตัมสั่งการบางขั้นต่ำระดับเสียงควอนตัมของเสียงเพิ่ม ตัวอย่างเช่นสำหรับกำไรสูงนำไปใช้ยิงเสียงอินพุต จำกัด (รัฐเชื่อมโยงกัน) พลังเสียงเอาท์พุทของเสียงเข้มต้องมีอย่างน้อยสองเท่าของเครื่องขยายเสียงไม่มีเสียงสมมุติคือรูปเสียงต่ำสุดคือ 2 ที่สอดคล้องกัน 3 เดซิเบล เสียงเฟสเพิ่มขึ้นด้วย

ต้นกำเนิดของเครื่องขยายเสียงรบกวน
สำหรับเครื่องขยายเสียงเลเซอร์ (ขึ้นอยู่กับการปล่อยกระตุ้นเช่นเครื่องขยายเสียงใย) เสียงส่วนเกินหลีกเลี่ยงไม่ได้มาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นเองของกลางกำไรเข้าสู่โหมดขยาย สำหรับสื่อกำไรสี่ระดับกับปั๊มเสียงต่ำเสียงส่วนเกินสามารถเข้าใกล้ขั้นต่ำควอนตัมกลระดับที่ได้รับอนุญาต (โปรดทราบว่ากำไรที่ทำหน้าที่สื่อที่เป็นอ่างเก็บน้ำพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้หมาด ๆ อิทธิพลของเสียงปั๊มความถี่สูง.) การใช้สื่อกำไรกึ่งสามระดับนำไปสู่เสียงส่วนเกินที่เพิ่มขึ้นเพราะสำหรับกำไรให้ประชากรบนรัฐ (และดังนั้นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นเอง) จะต้องมีความสูงเพื่อชดเชยการดูดซึมของสัญญาณ เพิ่มขึ้นเพิ่มเติมในเสียงในสถานการณ์ดังกล่าวสามารถวัดด้วยปัจจัยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นเองซึ่งจะเป็นการลดการเพิ่มระดับการกระตุ้น

แอมป์รามันประพฤติในทำนองเดียวกันถ้าดำเนินการที่อุณหภูมิไม่สูงเกินไป พวกเขาสามารถมีตัวเลขเสียงค่อนข้างต่ำหากการสูญเสียเส้นใยที่มีขนาดเล็ก

ในเครื่องขยายเสียงพาราแสงที่ไม่เลวเสียงส่วนเกินมาจากความผันผวนสูญญากาศเข้าเทียบท่าคนขี้เกียจและอาจจะยังมาจากคลื่นปั๊ม แอมป์พาราเลวไม่จำเป็นต้องเพิ่มเสียงส่วนเกิน (มันไม่เคยมีใครคนขี้เกียจ!) แต่การขยายของมันคือขั้นตอนที่มีความอ่อนไหว

นอกเหนือไปจากเสียงรบกวนควอนตัมความผันผวนของคลาสสิกของแหล่งปั๊มยังสามารถทำให้เกิดเสียงส่วนเกิน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นอกเหนือจากการขยายสัญญาณแสง เครื่องขยายเสียงทุกนอกจากนี้ยังเพิ่มบางเกินเสียงเพื่อการส่งออก นี้มักจะเป็นวัดเรียกว่า รูปกับเสียงสำหรับระยะความรู้สึกแอมปลิฟายเออร์ ( เช่นผู้ที่ได้รับไม่ได้ขึ้นอยู่กับระยะของการป้อนข้อมูล ) ควอนตัม ควอนตัมแสงซึ่งบางระดับเสียงต่ำสุดของเพิ่มเสียง . ตัวอย่างเช่น ได้ความสูงที่ใช้กับเสียงยิง จำกัด เข้ารัฐติดต่อกัน ) , ออกพลังเสียงของความเข้มเสียงที่ต้องมีอย่างน้อยสองของสมมุติเสียงเครื่องขยายเสียง คือ รูปเสียงขั้นต่ำอยู่ที่ 2 , ที่ 3 dB ระยะเสียงจะเพิ่มขึ้นด้วยต้นกำเนิดของแอมป์เสียงสำหรับแอมป์เลเซอร์ ( ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นการปล่อยออกมา เช่น แอมปลิฟายเออร์ ไฟเบอร์ เสียงดังเกิน ย่อมมาจากการได้รับโดยธรรมชาติของกลางในการขยายโหมด สำหรับระดับสี่ได้กลางกับปั๊มเสียง , เสียงรบกวนเกินสามารถเข้าถึงจำนวนขั้นต่ำการอนุญาตระดับ ( หมายเหตุ ที่ได้รับหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำขนาดกลาง พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพแบบอิทธิพลของความถี่เสียง ปั๊ม ) ใช้กึ่งสามระดับได้รับสื่อนำเสียงส่วนเกินเพิ่มเติม เพราะให้เพิ่มประชากรรัฐกว่า ( และดังนั้นจึงการปล่อยเอง ) ก็ต้องสูงขึ้นเพื่อชดเชยสัญญาณแก้ว . เพิ่มขึ้นเพิ่มเติมในเสียงในสถานการณ์เช่นนี้สามารถ quantified กับปัจจัยการปล่อยธรรมชาติ ซึ่งลดลงเพื่อเพิ่มความตื่นเต้นระดับรามันแอมทำตัวเหมือนกับ , ถ้าทำงานด้วยอุณหภูมิสูง พวกเขาสามารถมีตัวเลขเสียงค่อนข้างต่ำ ถ้าเส้นใยการสูญเสียมีขนาดเล็กในการจัดแสงที่ไม่ใช่แอมป์ เสียงที่เกินมาจากความผันผวนของคนขี้เกียจสูญญากาศเข้าพอร์ต และอาจยังจากปั๊มคลื่น มีการจัดแอมป์ไม่ต้องเพิ่มเสียงส่วนเกิน ( ไม่มีคน ) แต่มันขยายเป็นขั้นตอนที่ละเอียดอ่อนนอกจากเสียงควอนตัมของคลาสสิกของปั๊มแหล่งสามารถก่อให้เกิดเสียงดังเกิน