Amplifier optik dina widang komunikasi serat optik
An amplifier optiknyaéta alat anu nguatkeun sinyal optik. Dina widang komunikasi serat optik, éta utamina maénkeun peran ieu: 1. Ningkatkeun sareng nguatkeun kakuatan optik. Ku cara nempatkeun amplifier optik di tungtung hareup pemancar optik, kakuatan optik anu lebet kana serat tiasa ditingkatkeun. 2. Amplifikasi relay online, ngagentos Repeater anu aya dina sistem komunikasi serat optik; 3. Pra-amplifikasi: Sateuacan photodetektor di tungtung panarima, sinyal cahaya anu lemah diamplifikasi sateuacanna pikeun ningkatkeun sensitivitas panarima.
Ayeuna, amplifier optik anu diadopsi dina komunikasi serat optik utamina ngawengku jinis-jinis ieu: 1. Amplifier optik semikonduktor (Panguat optik SOA)/Penguat laser semikonduktor (Penguat Optik SLA); 2. Penguat serat anu didoping bumi langka, sapertos penguat serat anu didoping umpan (Penguat optik EDFA), jsb. 3. Amplifier serat nonlinier, sapertos amplifier serat Raman, jsb. Di handap ieu mangrupikeun bubuka singget.
1. Panguat optik semikonduktor: Dina kaayaan aplikasi anu béda-béda sareng réfléktansi beungeut tungtung anu béda-béda, laser semikonduktor tiasa ngahasilkeun rupa-rupa jinis panguat optik semikonduktor. Upami arus nyetir laser semikonduktor langkung handap tibatan ambangna, nyaéta, teu aya laser anu dihasilkeun, dina waktos ieu, sinyal optik diasupkeun ka hiji tungtung. Salami frékuénsi sinyal optik ieu caket puseur spéktral laser, éta bakal diamplifikasi sareng dikaluarkeun ti tungtung anu sanés. Jinis ieuamplifier optik semikonduktordisebut amplifier optik tipe Fabry-Perrop (FP-SLA). Upami laser bias di luhur ambang batas, sinyal optik mode tunggal anu lemah bakal dilebetkeun ti hiji tungtung, salami frékuénsi sinyal optik ieu aya dina spéktrum laser multimode ieu, sinyal optik bakal diamplifikasi sareng dikonci kana modeu anu tangtu. Jenis amplifier optik ieu disebut amplifier tipe injaction-locked (IL-SLA). Upami dua tungtung laser semikonduktor dilapis ku eunteung atanapi diuapkeun ku lapisan pilem anti-pantulan, ngajantenkeun émisivitasna alit pisan sareng henteu tiasa ngabentuk rongga résonansi Fabry-Perrow, nalika sinyal optik ngaliwat lapisan pandu gelombang aktif, éta bakal diamplifikasi nalika ngarambat. Ku alatan éta, jenis amplifier optik ieu disebut amplifier optik tipe gelombang perjalanan (TW-SLA), sareng strukturna dipidangkeun dina gambar di handap ieu. Kusabab bandwidth tina amplifier optik tipe gelombang perjalanan tilu kali langkung ageung tibatan amplifier tipe Fabry-Perot, sareng bandwidth 3dB na tiasa ngahontal 10THz, éta tiasa nguatkeun sinyal optik tina rupa-rupa frékuénsi sareng mangrupikeun amplifier optik anu ngajangjikeun pisan.
2. Panguat serat anu didoping umpan: Ieu diwangun ku tilu bagian: Anu kahiji nyaéta serat anu didoping kalayan panjang ti sababaraha méter dugi ka puluhan méter. Pangotor ieu utamina ion bumi langka, anu ngabentuk bahan aktivasi laser; Anu kadua nyaéta sumber pompa laser, anu nyayogikeun énergi kalayan panjang gelombang anu pas pikeun ngarangsang ion bumi langka anu didoping pikeun ngahontal amplifikasi cahaya. Anu katilu nyaéta coupler, anu ngamungkinkeun lampu pompa sareng lampu sinyal pikeun dipasangkeun kana bahan pangaktif serat optik anu didoping. Prinsip kerja panguat serat sami pisan sareng laser solid-state. Éta nyababkeun kaayaan distribusi jumlah partikel anu dibalikkeun dina bahan anu diaktipkeun laser sareng ngahasilkeun radiasi anu dirangsang. Pikeun nyiptakeun kaayaan distribusi inversi jumlah partikel anu stabil, langkung ti dua tingkat énergi kedah kalibet dina transisi optik, biasana sistem tilu tingkat sareng opat tingkat, kalayan suplai énergi anu terus-terusan tina sumber pompa. Pikeun nyayogikeun énergi sacara efektif, panjang gelombang foton pompa kedah langkung pondok tibatan foton laser, nyaéta, énergi foton pompa kedah langkung ageung tibatan foton laser. Salajengna, rongga résonansi ngabentuk eupan balik anu positif, sahingga amplifier laser tiasa kabentuk.
3. Panguat serat nonlinier: Boh panguat serat nonlinier sareng panguat serat erbium kalebet kana kategori panguat serat. Nanging, anu kahiji ngamangpaatkeun pangaruh nonlinier serat kuarsa, sedengkeun anu kadua ngagunakeun serat kuarsa anu didoping erbium pikeun meta dina média aktif. Serat optik kuarsa biasa bakal ngahasilkeun pangaruh nonlinier anu kuat dina aksi cahaya pompa anu kuat kalayan panjang gelombang anu pas, sapertos hamburan Raman anu dirangsang (SRS), hamburan Brillouin anu dirangsang (SBS), sareng pangaruh campuran opat gelombang. Nalika sinyal dikirimkeun sapanjang serat optik sareng cahaya pompa, cahaya sinyal tiasa dikuatkeun. Ku kituna, aranjeunna ngabentuk panguat serat Raman (FRA), panguat Brillouin (FBA), sareng panguat parametrik, anu sadayana mangrupikeun panguat serat anu disebarkeun.
Kasimpulan: Arah pamekaran umum sadaya amplifier optik nyaéta gain anu luhur, daya kaluaran anu luhur, sareng angka noise anu handap.
Waktos posting: Méi-08-2025