Technológia zosilňovačov z optických vlákien
Pri komunikácii s optickými vláknami sú viditeľné svetlo alebo infračervené (IR) lúče nesené vláknom zoslabené, keď prechádzajú materiálom. Potom prichádza k optickému zosilňovaču, ktorý sa používa na kompenzáciu prebudenia informácií počas prenosu.
Zosilňovače sa vkladajú na určitých miestach, aby sa zosilnili optické signály v systéme, kde sú signály slabé. Toto zosilnenie umožňuje úspešne prenášať signály prostredníctvom zostávajúcej dĺžky kábla. Vo veľkých sieťach je dlhá séria optických vláknových zosilňovačov umiestnená v sekvencii pozdĺž celej sieťovej linky.
Bežné optické optické zosilňovače zahŕňajú zosilňovač Erbium Doped Fiber Amplifier (alebo EDFA Optical Amplifier), Ramanov optický zosilňovač a silikónový optický zosilňovač (SOA). Erbiový dopovaný vláknový zosilňovač je hlavným typom vláknového zosilňovača, ktorý sa používa na zosilnenie signálu v optickom systéme WDM, ako vieme, že je to WDM, ktorý zvyšuje kapacitu vláknového komunikačného systému a je to zosilňovač s vláknami dopovanými erbiami. Možnosť prenosu WDM. Fiber zosilňovače sú vyvinuté na podporu Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM), ktorý sa nazýva DWDM EDFA zosilňovač a rozširuje sa na ďalšie pásma s vlnovou dĺžkou podporované optickými vláknami.
Existuje niekoľko rôznych fyzikálnych mechanizmov, ktoré môžu byť použité na zosilnenie svetelného signálu, ktorý zodpovedá hlavným typom optických zosilňovačov. V dopovaných vláknových zosilňovačoch a objemových laseroch stimuluje stimulovaná emisia v zosilňovacom médiu zosilnenie prichádzajúceho svetla. V polovodičových optických zosilňovačoch (SOA) dochádza k rekombinácii elektrónových dier. V Ramanovom zosilňovači Ramanov rozptyl prichádzajúceho svetla s fonónmi v mriežke ziskového média produkuje fotóny koherentné s prichádzajúcimi fotónmi. Parametrické zosilňovače používajú parametrické zosilnenie.
Keď je svetlo prenášané hmotou, časť svetla je rozptýlená v náhodných smeroch. Malá časť rozptýleného svetla má frekvencie odstránené z frekvencie dopadajúceho lúča množstvami rovnými vibračným frekvenciám systému rozptylu materiálu. Ramanove optické zosilňovače fungujú v tomto malom rozsahu rozptylu. Ak je počiatočný lúč dostatočne intenzívny a monochromatický, môže sa dosiahnuť prah, za ktorým sa zosilňuje svetlo na Ramanovych frekvenciách, silne sa vytvára a vo všeobecnosti vykazuje charakteristiky stimulovanej emisie. Toto sa nazýva stimulovaný alebo koherentný Ramanov efekt.
Zosilňovač optických vlákien EFDA funguje pridaním erbia, iónov vzácnych zemín, do materiálu vláknitého jadra ako dopantu; zvyčajne v niekoľkých stovkách dielov na milión. Vlákno je vysoko transparentné pri vlnovej dĺžke erbia s dĺžkou od dvoch do deviatich mikrónov. Pri čerpaní laserovou diódou sa vytvára optický zisk a dochádza k zosilneniu.
Silikónový alebo polovodičový optický zosilňovač funguje podobne ako základný laser. Štruktúra je veľmi rovnaká, s dvoma špeciálne navrhnutými doskami z polovodičového materiálu na sebe, s iným materiálom medzi nimi tvoriacim „aktívnu vrstvu“. Prostredníctvom zariadenia je nastavený elektrický prúd, aby sa excitovali elektróny, ktoré potom môžu spadnúť späť do neexcitovaného zemného stavu a vydávať fotóny. Prichádzajúci optický signál stimuluje emisiu svetla na vlastnej vlnovej dĺžke.
Zosilňovač optických vlákien môže tiež zosilniť zoslabený signál, ale môže pracovať len na určitej vlnovej dĺžke a nie je vhodný pre systémy WDM. To je dôvod, prečo zosilňovač optických vlákien hrá v komunikačných systémoch oveľa dôležitejšiu úlohu.
