定义
放大器中增加的多余噪声的量度。
对于理想的光放大器，人们可能会期望任何幅度或相位噪声只是放大器输入端的噪声乘以放大因子，放大器不会增加多余的噪声（放大器噪声）。 然而，不幸的是，由于不可避免的量子噪声影响，这在物理上甚至是不可能的。 光放大器（例如光纤放大器或半导体光放大器）的噪声系数F是放大器向信号增加多少额外噪声的量度。 更准确地说，它是一个因子，表示放大输出的噪声功率谱密度与输入噪声功率谱密度乘以放大因子G相比高多少，假设输入噪声处于散粒噪声水平：
噪声系数通常以分贝（dB）为单位，即F的对数（以10为底）的十倍。 （假设的）无噪声放大器的噪声系数为1，对应于0 dB。
对于较高的输入噪声水平，放大器过大噪声的重要性较低。 例如，如果两个光纤放大器级串联使用，则第二级馈送的噪声远高于散粒噪声限值（假设第一级具有显著增益）。 因此，第二级的过量噪声不是很相关（除非它非常强），并且它对放大器链的噪声系数没有显着贡献。
光放大器的量子噪声
量子光学[1]的一个重要结果是，相位不敏感的高增益光放大器的噪声系数至少为3dB。 四电平激光放大器、非退化光参量放大器或拉曼放大器可以达到此限制，而准三电平放大器的噪声系数更高。 放大器输入端的过大损耗可能会增加噪声系数。 低于3 dB的噪声系数仅适用于相位敏感放大器，例如基于简并参数放大。
噪声系数通常与光纤通信中使用的放大器有关。掺铒光纤放大器、光纤拉曼放大器和半导体光放大器具有非理想的噪声系数，这取决于设计细节，并且由于输入端的额外信号损耗，噪声系数可能会进一步增加。 在准三电平放大器中，反向泵浦的噪声系数更大，即当泵浦光以与信号光相反的方向传播时，因为这会导致信号输入端的激光激活离子激发较低。
电子放大器的噪声系数
请注意，电子放大器的噪声系数定义不同：以热噪声水平而不是散粒噪声水平为基础。 这主要是因为热噪声是电子学的限制因素，由于频率低得多，量子能量远低于热能。
参考文献
[1] C. M. Caves, “Quantum limits on noise in linear amplifiers”, Phys. Rev. D 26 (8), 1817 (1982), doi:10.1103/PhysRevD.26.1817
[2] R. Olshansky, “Noise figure for erbium-doped optical fibre amplifiers”, Electron. Lett. 24, 1363 (1988), doi:10.1049/el:19880933
[3] E. Desurvire, “Analysis of noise figure spectral distribution in erbium-doped fiber amplifiers pumped near 980 nm and 1480 nm”, Appl. Opt. 29 (21), 3118 (1990), doi:10.1364/AO.29.003118
[4] E. Desurvire, “Spectral noise figure of Er3+-doped fiber amplifiers”, IEEE Photon. Technol. Lett. 2 (3), 208 (1990), doi:10.1109/68.50891
[5] H. A. Haus, “The noise figure of optical amplifiers”, IEEE Photon. Technol. Lett. 10 (11), 1602 (1998), doi:10.1109/68.726763
[6] E. Desurvire, “Comments on 'The Noise Figure of Optical Amplifiers'”, IEEE Photon. Technol. Lett. 11 (5), 620 (1999), doi:10.1109/68.759418
