前方励起型システムと後方励起型システム

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「5.1.5.ファイバーの光軸に沿った伝搬式」中の「図：(a) 前方励起型システムと (b) 後方励起型システムの概念図」に示した前方励起型システムと後方励起型システムの比較を以下に示す。後方励起型システムの場合は、信号光入射端近傍に於いては、励起光が減衰しているため反転分布の効率が悪い。しかし、自然放出光はたとえN₂=N₁という利得がゼロの状態（transparentな条件）でさえも軸方向に加算されていくため、信号光に対して雑音の割合が増えることになる。
一方、前方励起型システムの場合には、自然放出による雑音は同様に存在するが、信号光入射端近傍に於いては反転分布が大きく形成されているた、信号光の増幅も同様に起こり、雑音指数（NF）は変化しない。よって、前方励起型システムは雑音特性に優れているため、低雑音特性が要求されるプリアンプとして適しており、後方励起型システムは出力特性に優れているため、パワーアンプとして適している。

小信号利得領域ではG⁺=G^_となるが、飽和利得領域ではG⁺＜G^–となるため．パワー増幅する場合には後方励起型システムにした方が良い。ここで、信号光の飽和パワーが次式で表される。

$$P_{Lsat}\approx <!--\; \approx \; -->\frac{h{\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}}_L{A}_{co}}{[{\mathrm{\sigma <!--\; \sigma \; -->}}_a\left({\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_L\right)+{\mathrm{\sigma <!--\; \sigma \; -->}}_e\left({\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}_L\right)]{\mathrm{\tau <!--\; \tau \; -->}}_f}$$