Amplificatori ottici in u campu di a cumunicazione in fibra ottica

Amplificatori ottici in u campu di a cumunicazione in fibra ottica

An amplificatore otticuhè un dispusitivu chì amplifica i signali ottici. In u campu di a cumunicazione in fibra ottica, ghjoca principalmente i seguenti roli: 1. Migliurà è amplificà a putenza ottica. Piazzendu l'amplificatore otticu à a parte anteriore di u trasmettitore otticu, a putenza ottica chì entra in a fibra pò esse aumentata. 2. Amplificazione di relè in linea, rimpiazzendu i ripetitori esistenti in i sistemi di cumunicazione in fibra ottica; 3. Preamplificazione: Prima di u fotodetector à a parte ricevente, u signale luminosu debule hè preamplificatu per migliurà a sensibilità di ricezione.

Attualmente, l'amplificatori ottici aduttati in a cumunicazione in fibra ottica includenu principalmente i seguenti tipi: 1. Amplificatore otticu à semiconduttore (Amplificatore otticu SOA)/Amplificatore laser à semiconduttore (amplificatore otticu SLA); 2. Amplificatori à fibra drogati cù terre rare, cum'è l'amplificatori à fibra drogati cù esche (Amplificatore otticu EDFA), ecc. 3. Amplificatori di fibra non lineari, cum'è l'amplificatori Raman in fibra, ecc. Quì sottu hè una breve introduzione rispettivamente.

1. Amplificatori ottici à semiconduttori: Sottu diverse cundizioni d'applicazione è cù diverse riflettenze di a faccia finale, i laser à semiconduttori ponu pruduce diversi tipi d'amplificatori ottici à semiconduttori. Se a corrente di guida di u laser à semiconduttore hè inferiore à a so soglia, vale à dì, ùn hè generatu alcun laser, in questu mumentu, un segnale otticu hè inviatu à una estremità. Finchè a frequenza di questu segnale otticu hè vicina à u centru spettrale di u laser, serà amplificatu è emessu da l'altra estremità. Stu tipu diamplificatore otticu à semiconduttorehè chjamatu amplificatore otticu di tipu Fabry-Perrop (FP-SLA). Sè u laser hè polarizatu sopra à a soglia, u signale otticu monomodale debule entra da una estremità, finu à chì a frequenza di stu signale otticu hè in u spettru di stu laser multimodale, u signale otticu serà amplificatu è bluccatu à un certu modu. Stu tipu d'amplificatore otticu hè chjamatu amplificatore di tipu bluccatu per injazione (IL-SLA). Sè e duie estremità di un laser à semiconduttore sò rivestite à specchiu o evaporate cù un stratu di film antiriflessu, rendendu a so emissività assai chjuca è incapace di furmà una cavità risonante Fabry-Perrow, quandu u signale otticu passa per u stratu di guida d'onda attiva, serà amplificatu mentre viaghja. Dunque, stu tipu d'amplificatore otticu hè chjamatu amplificatore otticu di tipu à onda viaghjante (TW-SLA), è a so struttura hè mostrata in a figura seguente. Siccomu a larghezza di banda di l'amplificatore otticu di tipu à onda viaghjante hè trè ordini di grandezza più grande di quella di l'amplificatore di tipu Fabry-Perot, è a so larghezza di banda di 3dB pò ghjunghje à 10THz, pò amplificà i signali ottici di varie frequenze è hè un amplificatore otticu assai promettente.

2. Amplificatore di fibra drogata cù esca: Si compone di trè parti: A prima hè una fibra drogata cù una lunghezza chì varieghja da parechji metri à decine di metri. Queste impurità sò principalmente ioni di terre rare, chì formanu u materiale di attivazione laser; A seconda hè a fonte di a pompa laser, chì furnisce energia di lunghezze d'onda adatte per eccità l'ioni di terre rare drogati per ottene l'amplificazione di a luce. A terza hè l'accoppiatore, chì permette à a luce di a pompa è à a luce di signale di accoppià si in u materiale di attivazione di fibra ottica drogata. U principiu di funziunamentu di un amplificatore di fibra hè assai simile à quellu di un laser à statu solidu. Provoca un statu di distribuzione di u numeru di particelle inversu in u materiale attivatu da u laser è genera radiazioni stimulate. Per creà un statu di distribuzione di inversione di u numeru di particelle stabile, più di dui livelli di energia devenu esse implicati in a transizione ottica, tipicamente sistemi à trè è quattru livelli, cù una furnitura cuntinua di energia da una fonte di pompa. Per furnisce energia in modu efficace, a lunghezza d'onda di u fotone di a pompa deve esse più corta di quella di u fotone laser, vale à dì, l'energia di u fotone di a pompa deve esse più grande di quella di u fotone laser. Inoltre, a cavità risonante forma un feedback pusitivu, è cusì si pò furmà un amplificatore laser.

3. Amplificatori di fibra non lineare: Sia l'amplificatori di fibra non lineare sia l'amplificatori di fibra d'erbiu rientranu in a categuria di l'amplificatori di fibra. Tuttavia, u primu utilizza l'effettu non lineare di e fibre di quarzu, mentre chì u secondu impiega fibre di quarzu dopate cù erbiu per agisce nantu à i mezi attivi. E fibre ottiche di quarzu ordinarie genereranu forti effetti non lineari sottu l'azione di una forte luce di pompa di lunghezze d'onda adatte, cum'è a diffusione Raman stimulata (SRS), a diffusione Brillouin stimulata (SBS) è l'effetti di miscelazione à quattru onde. Quandu u signale hè trasmessu longu a fibra ottica inseme cù a luce di pompa, a luce di signale pò esse amplificata. Cusì, formanu amplificatori Raman di fibra (FRA), amplificatori Brillouin (FBA) è amplificatori parametrichi, chì sò tutti amplificatori di fibra distribuiti.

Riassuntu: A direzzione cumuna di sviluppu di tutti l'amplificatori ottici hè un guadagnu elevatu, una putenza di uscita elevata è una figura di rumore bassa.