Оптички засилувачи во областа на оптичката комуникација
An оптички засилуваче уред што засилува оптички сигнали. Во областа на комуникацијата преку оптички влакна, тој главно ги игра следните улоги: 1. Зголемување и засилување на оптичката моќност. Со поставување на оптичкиот засилувач на предниот крај од оптичкиот предавател, може да се зголеми оптичката моќност што влегува во влакното. 2. Онлајн засилување со релеј, заменувајќи ги постојните повторувачи во комуникациските системи со оптички влакна; 3. Претходно засилување: Пред фотодетекторот на приемниот крај, слабиот светлосен сигнал се претходно засилува за да се зголеми чувствителноста на приемот.
Во моментов, оптичките засилувачи што се користат во комуникацијата преку оптички влакна главно ги вклучуваат следниве типови: 1. Полупроводнички оптички засилувач (SOA оптички засилувач)/Полупроводнички ласерски засилувач (SLA оптички засилувач); 2. Засилувачи со влакна допирани со ретки земни елементи, како што се засилувачите со влакна допирани со мамка (EDFA оптички засилувач), итн. 3. Нелинеарни оптички засилувачи, како што се фибер Рамановите засилувачи итн. Следува краток вовед, соодветно.
1. Полупроводнички оптички засилувачи: Под различни услови на примена и со различна рефлектанца на крајните површини, полупроводничките ласери можат да произведат различни видови полупроводнички оптички засилувачи. Ако струјата на погон на полупроводничкиот ласер е пониска од нејзиниот праг, односно не се генерира ласер, во тој момент, оптички сигнал се внесува на едниот крај. Доколку фреквенцијата на овој оптички сигнал е близу до спектралниот центар на ласерот, тој ќе се засили и ќе се емитува од другиот крај. Овој вид наполупроводнички оптички засилувачсе нарекува оптички засилувач од типот Фабри-Перо (FP-SLA). Ако ласерот е поларизиран над прагот, слабиот едномоден оптички сигнал што влегува од едниот крај, сè додека фреквенцијата на овој оптички сигнал е во рамките на спектарот на овој мултимоден ласер, оптичкиот сигнал ќе биде засилен и заклучен на одреден режим. Овој вид оптички засилувач се нарекува засилувач од типот со инјектирање-заклучено (IL-SLA). Ако двата краја на полупроводничкиот ласер се обложени со огледало или испаруваат со слој од антирефлексен филм, што ја прави неговата емисивност многу мала и неспособна да формира резонантна празнина Фабри-Перо, кога оптичкиот сигнал поминува низ активниот брановоден слој, тој ќе биде засилен додека патува. Затоа, овој тип оптички засилувач се нарекува оптички засилувач од типот на патувачки бран (TW-SLA), а неговата структура е прикажана на следната слика. Бидејќи пропусниот опсег на оптичкиот засилувач од типот на патувачки бран е три реда на големина поголем од оној на засилувачот од типот Фабри-Перо, а неговиот пропусен опсег од 3dB може да достигне 10 THz, тој може да засили оптички сигнали со различни фреквенции и е многу ветувачки оптички засилувач.
2. Засилувач со влакна допирани со мамка: Се состои од три дела: Првиот е допирано влакно со должина од неколку метри до десетици метри. Овие нечистотии се главно јони на ретки земјени елементи, кои го формираат материјалот за ласерска активација; Вториот е изворот на ласерска пумпа, кој обезбедува енергија со соодветни бранови должини за да ги возбуди допираните јони на ретки земјени елементи со цел да се постигне засилување на светлината. Третиот е спојувачот, кој овозможува светлото на пумпата и сигналната светлина да се спојат во допираниот материјал за активирање на оптички влакна. Принципот на работа на засилувачот на влакна е многу сличен на оној на ласер во цврста состојба. Тој предизвикува обратна состојба на распределба на бројот на честички во рамките на ласерски активираниот материјал и генерира стимулирано зрачење. За да се создаде стабилна состојба на распределба на инверзија на бројот на честички, во оптичкиот премин треба да бидат вклучени повеќе од две енергетски нивоа, обично системи со три и четири нивоа, со континуирано снабдување со енергија од извор на пумпа. За ефикасно обезбедување енергија, брановата должина на фотонот на пумпата треба да биде пократка од онаа на ласерскиот фотон, односно енергијата на фотонот на пумпата треба да биде поголема од онаа на ласерскиот фотон. Понатаму, резонантната празнина формира позитивна повратна информација, и на тој начин може да се формира ласерски засилувач.
3. Нелинеарни влакнести засилувачи: И нелинеарните влакнести засилувачи и засилувачите од ербиумски влакна спаѓаат во категоријата влакнести засилувачи. Сепак, првиот го користи нелинеарниот ефект на кварцните влакна, додека вториот користи кварцни влакна допирани со ербиум за да дејствуваат на активни медиуми. Обичните кварцни оптички влакна ќе генерираат силни нелинеарни ефекти под дејство на силна пумпа светлина со соодветни бранови должини, како што се стимулирано Раманово расејување (SRS), стимулирано Брилуеново расејување (SBS) и ефекти на мешање со четири бранови. Кога сигналот се пренесува по оптичкото влакно заедно со пумпа светлината, сигналната светлина може да се засили. Така, тие формираат влакнести Раманови засилувачи (FRA), Брилуени засилувачи (FBA) и параметарски засилувачи, од кои сите се дистрибуирани влакнести засилувачи.
Резиме: Заедничката насока на развој на сите оптички засилувачи е високо засилување, висока излезна моќност и низок шум.
Време на објавување: 08.05.2025