Технологія волоконно-оптичних підсилювачів
У волоконно-оптичних комунікаціях видимі світло або інфрачервоні (ІЧ) промені, що несуть волокно, послаблюються, коли вони проходять через матеріал. Потім доходить волоконно-оптичний підсилювач, який використовується для компенсації пробудження інформації під час передачі.
Підсилювачі вставляються в певні місця, щоб підсилити оптичні сигнали в системі, де сигнали слабкі. Таке підвищення дозволяє успішно передавати сигнали через решту довжини кабелю. У великих мережах довгий ряд оптичних волоконних підсилювачів розміщується в послідовності уздовж всієї мережевої лінії зв'язку.
Загальні волоконно-оптичні підсилювачі включають підсилювач волокон з ербієм (або оптичний підсилювач EDFA), рамановский волоконний підсилювач і кремнієвий оптичний підсилювач (SOA). Підсилювач волокон з ербієм є основним типом волоконного підсилювача, який використовується для підсилення сигналу в волоконно-оптичній системі WDM, так як ми знаємо, що це WDM, що збільшує потужність волоконно-комунікаційної системи. Можлива передача WDM. Волоконні підсилювачі розроблені для підтримки мультиплексування з розділенням довжини хвилі (DWDM), який називається підсилювачем DWDM EDFA і розширюється на інші діапазони довжин хвиль, що підтримуються волоконною оптикою.
Існує кілька різних фізичних механізмів, які можуть бути використані для посилення світлового сигналу, який відповідає основним типам оптичних підсилювачів. У легованих волоконних підсилювачах і об'ємних лазерах стимульоване випромінювання в підсилювальної середовищі підсилювача викликає посилення вхідного світла. У напівпровідникових оптичних підсилювачах (SOAs) відбувається електронно-діркова рекомбінація. У рамановських підсилювачах рамановское розсіювання вхідного світла з фононами в решітці випромінюючої середовища виробляє фотони, когерентні з вхідними фотонами. Параметричні підсилювачі використовують параметричне посилення.
Коли світло передається через речовину, частина світла розсіюється у випадкових напрямках. Невелика частина розсіяного світла має частоти, видалені від частоти падаючого променя величинами, рівними частотам коливань системи розсіювання матеріалу. У цьому малому діапазоні розсіювання функціонують раманові оптичні підсилювачі. Якщо початковий пучок є досить інтенсивним і монохроматичним, може бути досягнуто поріг, за яким світло на раманівських частотах посилюється, сильно зростає і загалом демонструє характеристики стимульованого випромінювання. Це називається стимульованим або когерентним ефектом раману.
Функціональний оптичний підсилювач EFDA функціонує шляхом додавання ербію, рідкісноземельних іонів до матеріалу серцевини волокна як домішки; зазвичай в кількох сотнях частин на мільйон. Волокно має високу прозорість при довжині хвилі генерації ербію від двох до дев'яти мікрон. При накачуванні лазерним діодом створюється оптичне посилення і відбувається посилення.
Силіконовий або напівпровідниковий оптичний підсилювач функціонує подібно до базового лазера. Структура є такою ж, з двома спеціально сконструйованими плитами напівпровідникового матеріалу один над одним, з іншим матеріалом між ними, що формує «активний шар». Електричний струм встановлюється через пристрій для збудження електронів, які потім можуть повертатися до незбудженого основного стану і видавати фотони. Вхідний оптичний сигнал стимулює випромінювання світла на власній довжині хвилі.
Волоконно-оптичний ретранслятор також може повторно посилювати ослаблений сигнал, але він може функціонувати тільки на певній довжині хвилі і не підходить для WDM-систем. Саме тому підсилювач оптичного волокна відіграє набагато важливішу роль у системах зв'язку.
