Penguat optik ing bidang komunikasi serat optik

Penguat optik ing bidang komunikasi serat optik

An penguat optikPiranti iki minangka piranti sing nguatake sinyal optik. Ing babagan komunikasi serat optik, piranti iki utamane nduweni peran ing ngisor iki: 1. Ningkatake lan nguatake daya optik. Kanthi masang penguat optik ing sisih ngarep pemancar optik, daya optik sing mlebu serat bisa ditambah. 2. Amplifikasi relay online, ngganti Repeater sing wis ana ing sistem komunikasi serat optik; 3. Pra-amplifikasi: Sadurunge fotodetektor ing sisih panrima, sinyal cahya sing ringkih wis di-amplifikasi sadurunge kanggo nambah sensitivitas panrima.

Saiki, penguat optik sing diadopsi ing komunikasi serat optik utamane kalebu jinis ing ngisor iki: 1. Penguat optik semikonduktor (Penguat optik SOA)/Penguat laser semikonduktor (Penguat Optik SLA); 2. Penguat serat sing didoping bumi langka, kayata penguat serat sing didoping umpan (Penguat optik EDFA), lsp. 3. Penguat serat nonlinier, kayata penguat serat Raman, lsp. Ing ngisor iki minangka pambuka singkat.

1. Penguat optik semikonduktor: Ing kahanan aplikasi sing beda-beda lan kanthi reflektansi permukaan ujung sing beda-beda, laser semikonduktor bisa ngasilake macem-macem jinis penguat optik semikonduktor. Yen arus penggerak laser semikonduktor luwih murah tinimbang ambang batas, yaiku, ora ana laser sing diasilake, ing wektu iki, sinyal optik dilebokake menyang salah sawijining ujung. Anggere frekuensi sinyal optik iki cedhak karo pusat spektral laser, bakal dikuatake lan dioutput saka ujung liyane. Jinis ikipenguat optik semikonduktordiarani penguat optik tipe Fabry-Perrop (FP-SLA). Yen laser bias ing ndhuwur ambang batas, sinyal optik mode tunggal sing ringkih bakal mlebu saka salah siji ujung, anggere frekuensi sinyal optik iki ana ing spektrum laser multimode iki, sinyal optik bakal dikuatake lan dikunci menyang mode tartamtu. Penguat optik jinis iki diarani penguat tipe terkunci injeksi (IL-SLA). Yen loro ujung laser semikonduktor dilapisi pangilon utawa diuap nganggo lapisan film anti-pantulan, saengga emisivitas dadi cilik banget lan ora bisa mbentuk rongga resonansi Fabry-Perrow, nalika sinyal optik ngliwati lapisan pandu gelombang aktif, bakal dikuatake nalika lelungan. Mulane, penguat optik jinis iki diarani penguat optik tipe gelombang lelungan (TW-SLA), lan strukture dituduhake ing gambar ing ngisor iki. Amarga bandwidth saka penguat optik jinis gelombang lelungan telung urutan gedhene luwih gedhe tinimbang penguat tipe Fabry-Perot, lan bandwidth 3dB-ne bisa tekan 10THz, mula bisa nguatake sinyal optik saka macem-macem frekuensi lan minangka penguat optik sing njanjeni banget.

2. Penguat serat sing didoping umpan: Iki kasusun saka telung bagean: Sing pertama yaiku serat sing didoping kanthi dawa wiwit saka sawetara meter nganti puluhan meter. Kotoran iki utamane ion tanah jarang, sing mbentuk bahan aktivasi laser; Sing nomer loro yaiku sumber pompa laser, sing nyedhiyakake energi kanthi dawa gelombang sing cocog kanggo ngrangsang ion tanah jarang sing didoping kanggo entuk amplifikasi cahya. Sing nomer telu yaiku coupler, sing ngaktifake cahya pompa lan cahya sinyal kanggo dipasangake menyang bahan pengaktif serat optik sing didoping. Prinsip kerja penguat serat meh padha karo laser solid-state. Iki nyebabake kahanan distribusi nomer partikel sing dibalik ing bahan sing diaktifake laser lan ngasilake radiasi sing distimulasi. Kanggo nggawe kahanan distribusi inversi nomer partikel sing stabil, luwih saka rong tingkat energi kudu melu transisi optik, biasane sistem telung tingkat lan papat tingkat, kanthi pasokan energi terus-terusan saka sumber pompa. Kanggo nyedhiyakake energi kanthi efektif, dawa gelombang foton pompa kudu luwih cendhek tinimbang foton laser, yaiku, energi foton pompa kudu luwih gedhe tinimbang foton laser. Salajengipun, rongga resonansi mbentuk umpan balik positif, lan kanthi mangkono penguat laser bisa dibentuk.

3. Penguat serat nonlinier: Penguat serat nonlinier lan penguat serat erbium kalebu ing kategori penguat serat. Nanging, sing pertama nggunakake efek nonlinier saka serat kuarsa, dene sing terakhir nggunakake serat kuarsa sing didoping erbium kanggo tumindak ing media aktif. Serat optik kuarsa biasa bakal ngasilake efek nonlinier sing kuwat ing sangisore aksi cahya pompa sing kuwat kanthi dawa gelombang sing cocog, kayata hamburan Raman sing dirangsang (SRS), hamburan Brillouin sing dirangsang (SBS), lan efek pencampuran papat gelombang. Nalika sinyal ditularake ing sadawane serat optik bebarengan karo cahya pompa, cahya sinyal bisa dikuatake. Mangkono, dheweke mbentuk penguat Raman serat (FRA), penguat Brillouin (FBA), lan penguat parametrik, sing kabeh minangka penguat serat sing didistribusikake.

Ringkesan: Arah pangembangan umum kabeh amplifier optik yaiku gain dhuwur, daya output dhuwur, lan angka gangguan sing endhek.