Optik fiber iletişim alanında optik amplifikatörler
An optik amplifikatörOptik sinyalleri güçlendiren bir cihazdır. Optik fiber iletişim alanında temel olarak şu işlevleri yerine getirir: 1. Optik gücün artırılması ve yükseltilmesi. Optik amplifikatör, optik vericinin ön ucuna yerleştirilerek fibere giren optik güç artırılabilir. 2. Optik fiber iletişim sistemlerindeki mevcut Tekrarlayıcıların yerini alan çevrimiçi röle yükseltmesi; 3. Ön Yükseltme: Alıcı uçtaki fotodedektörden önce, zayıf ışık sinyali, alım hassasiyetini artırmak için ön yükseltilir.
Şu anda, Optik fiber iletişiminde kullanılan Optik amplifikatörler esas olarak aşağıdaki türleri içerir: 1. Yarı iletken optik amplifikatör (SOA Optik amplifikatör)/Yarı iletken lazer amplifikatörü (SLA Optik amplifikatör); 2. Yem katkılı fiber amplifikatörler gibi nadir toprak katkılı fiber amplifikatörler (EDFA Optik amplifikatör), vb. 3. Fiber Raman amplifikatörleri gibi doğrusal olmayan fiber amplifikatörler, vb. Aşağıda sırasıyla kısa bir giriş yer almaktadır.
1.Yarı iletken optik amplifikatörler: Farklı uygulama koşulları ve farklı uç yüzey yansımaları altında, yarı iletken lazerler çeşitli tiplerde yarı iletken optik amplifikatörler üretebilir. Yarı iletken lazerin tahrik akımı eşik değerinden düşükse, yani lazer üretilmiyorsa, bu sırada bir uca optik bir sinyal girilir. Bu optik sinyalin frekansı lazerin spektral merkezine yakın olduğu sürece, yükseltilir ve diğer uçtan çıkış olarak verilir. Bu türyarı iletken optik amplifikatörFabry-Perrop tipi optik amplifikatör (FP-SLA) olarak adlandırılır. Lazer eşik değerinin üzerinde öngerilimlendirilirse, bir uçtan zayıf tek modlu optik sinyal girişi, bu optik sinyalin frekansı bu çok modlu lazerin spektrumu içinde olduğu sürece, optik sinyal yükseltilir ve belirli bir moda kilitlenir. Bu tür optik amplifikatöre enjeksiyon kilitli tip amplifikatör (IL-SLA) denir. Bir yarı iletken lazerin iki ucu ayna kaplıysa veya yansıma önleyici bir film tabakasıyla buharlaştırılırsa, emisivitesi çok küçük olur ve Fabry-Perrop rezonans boşluğu oluşturamaz hale gelirse, optik sinyal aktif dalga kılavuzu tabakasından geçerken hareket halindeyken yükseltilir. Bu nedenle, bu tür optik amplifikatöre hareket eden dalga tipi optik amplifikatör (TW-SLA) denir ve yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Seyahat eden dalga tipi optik amplifikatörün bant genişliği Fabry-Perot tipi amplifikatöre göre üç kat daha büyük olduğundan ve 3 dB bant genişliği 10 THz'e ulaşabildiğinden, çeşitli frekanslardaki optik sinyalleri yükseltebilir ve oldukça umut vadeden bir optik amplifikatördür.
2. Yem katkılı fiber amplifikatör: Üç parçadan oluşur: İlki, birkaç metreden onlarca metreye kadar değişen uzunlukta katkılı bir fiberdir. Bu safsızlıklar çoğunlukla lazer aktivasyon malzemesini oluşturan nadir toprak iyonlarıdır; ikincisi, katkılı nadir toprak iyonlarını uyararak ışığın amplifikasyonunu sağlamak için uygun dalga boylarında enerji sağlayan lazer pompa kaynağıdır. Üçüncüsü, pompa ışığının ve sinyal ışığının katkılı optik fiber aktivasyon malzemesine bağlanmasını sağlayan kuplördür. Bir fiber amplifikatörün çalışma prensibi, katı hal lazerinin çalışma prensibine çok benzer. Lazerle aktive edilen malzeme içinde ters bir parçacık sayısı dağılım durumu oluşturur ve uyarılmış radyasyon üretir. Kararlı bir parçacık sayısı ters çevirme dağılım durumu oluşturmak için, optik geçişte ikiden fazla enerji seviyesi, genellikle üç seviyeli ve dört seviyeli sistemler ve bir pompa kaynağından sürekli enerji sağlanması gerekir. Enerjiyi etkili bir şekilde sağlayabilmek için, pompa fotonunun dalga boyu lazer fotonunun dalga boyundan daha kısa, yani pompa fotonunun enerjisi lazer fotonununkinden daha büyük olmalıdır. Ayrıca, rezonans boşluğu pozitif bir geri besleme oluşturarak bir lazer yükselticisi oluşturabilir.
3. Doğrusal Olmayan Fiber Yükselteçler: Hem doğrusal olmayan fiber yükselteçler hem de erbiyum fiber yükselteçler, fiber yükselteç kategorisine girer. Ancak, birincisi kuvars fiberlerin doğrusal olmayan etkisinden yararlanırken, ikincisi aktif ortam üzerinde etki etmek için erbiyum katkılı kuvars fiberler kullanır. Sıradan kuvars optik fiberler, uygun dalga boylarındaki güçlü pompa ışığının etkisi altında uyarılmış Raman saçılması (SRS), uyarılmış Brillouin saçılması (SBS) ve dört dalga karıştırma etkileri gibi güçlü doğrusal olmayan etkiler üretir. Sinyal, pompa ışığıyla birlikte optik fiber boyunca iletildiğinde, sinyal ışığı yükseltilebilir. Böylece, hepsi dağıtılmış fiber yükselteçler olan fiber Raman yükselteçleri (FRA), Brillouin yükselteçleri (FBA) ve parametrik yükselteçler oluştururlar.
Özet: Tüm optik amplifikatörlerin ortak geliştirme yönü yüksek kazanç, yüksek çıkış gücü ve düşük gürültü değeridir.
Gönderi zamanı: 08 Mayıs 2025