Optikaj amplifiloj en la kampo de optika fibra komunikado
An optika amplifiloestas aparato, kiu amplifas optikajn signalojn. En la kampo de optika fibra komunikado, ĝi ĉefe ludas la jenajn rolojn: 1. Plibonigas kaj ampligas optikan potencon. Metante la optikan amplifilon ĉe la antaŭa fino de la optika sendilo, la optika potenco eniranta la fibron povas esti pliigita. 2. Reta relajso-amplifo, anstataŭigante ekzistantajn Ripetilojn en optikaj fibraj komunikaj sistemoj; 3. Antaŭamplifo: Antaŭ la fotodetektilo ĉe la riceva fino, la malforta lumsignalo estas antaŭ-amplifita por plibonigi la ricevan sentemon.
Nuntempe, la optikaj amplifiloj uzataj en optika fibra komunikado ĉefe inkluzivas la jenajn tipojn: 1. Duonkondukta optika amplifilo (SOA Optika amplifilo)/Duonkondukta lasera amplifilo (SLA Optika amplifilo); 2. Raro-teraj fibraj amplifiloj dopitaj, kiel ekzemple logil-dopitaj fibraj amplifiloj (EDFA Optika amplifilo), ktp. 3. Nelinearaj fibraj amplifiloj, kiel ekzemple fibraj Raman-amplifiloj, ktp. La sekvanta estas mallonga enkonduko respektive.
1. Duonkonduktaj optikaj amplifiloj: Sub malsamaj aplikaj kondiĉoj kaj kun malsama reflekto de finaj facoj, duonkonduktaj laseroj povas produkti diversajn tipojn de duonkonduktaj optikaj amplifiloj. Se la pela kurento de la duonkondukta lasero estas pli malalta ol ĝia sojlo, tio estas, neniu lasero estas generita, tiam optika signalo estas enigita al unu fino. Kondiĉe ke la frekvenco de ĉi tiu optika signalo estas proksima al la spektra centro de la lasero, ĝi estos amplifita kaj eligita de la alia fino. Ĉi tiu speco deduonkondukta optika amplifilonomiĝas optika amplifilo de la tipo Fabry-Perrop (FP-SLA). Se la lasero estas polarigita super la sojlo, la malforta unu-reĝima optika signalo eniras de unu fino, kondiĉe ke la frekvenco de ĉi tiu optika signalo estas ene de la spektro de ĉi tiu plurreĝima lasero, la optika signalo estos amplifita kaj ŝlosita al certa reĝimo. Ĉi tiu speco de optika amplifilo nomiĝas injekt-ŝlosita tipo amplifilo (IL-SLA). Se la du finoj de duonkondukta lasero estas spegul-kovritaj aŭ vaporigitaj per tavolo de kontraŭrefleksa filmo, igante ĝian emisivecon tre malgranda kaj nekapabla formi Fabry-Perrow-resonancan kavaĵon, kiam la optika signalo pasas tra la aktiva ondgvidila tavolo, ĝi estos amplifita dum vojaĝado. Tial, ĉi tiu speco de optika amplifilo nomiĝas vojaĝanta ond-tipa optika amplifilo (TW-SLA), kaj ĝia strukturo estas montrita en la sekva figuro. Ĉar la bendlarĝo de la vojaĝanta ondo-tipa optika amplifilo estas tri grandordoj pli granda ol tiu de la Fabry-Perot-tipa amplifilo, kaj ĝia 3dB bendlarĝo povas atingi 10THz, ĝi povas amplifiki optikajn signalojn de diversaj frekvencoj kaj estas tre promesplena optika amplifilo.
2. Fibra amplifilo dopita per allogaĵo: Ĝi konsistas el tri partoj: La unua estas dopita fibro kun longo varianta de pluraj metroj ĝis dekoj da metroj. Ĉi tiuj malpuraĵoj estas ĉefe rarateraj jonoj, kiuj formas la laseran aktivigan materialon; La dua estas la lasera pumpfonto, kiu provizas energion de taŭgaj ondolongoj por eksciti la dopitajn raraterajn jonojn por atingi la amplifikadon de lumo. La tria estas la kuplilo, kiu ebligas al la pumplumo kaj signallumo kupliĝi en la dopitan optikan fibran aktivigan materialon. La funkcia principo de fibra amplifilo estas tre simila al tiu de solidstata lasero. Ĝi kaŭzas inversan partiklan nombrodistribuan staton ene de la laser-aktivigita materialo kaj generas stimulitan radiadon. Por krei stabilan partiklan nombro-inversian distribuan staton, pli ol du energiniveloj devus esti implikitaj en la optika transiro, tipe tri- kaj kvar-nivelaj sistemoj, kun kontinua energiprovizo de pumpfonto. Por efike provizi energion, la ondolongo de la pumpfotono devus esti pli mallonga ol tiu de la lasera fotono, tio estas, la energio de la pumpfotono devus esti pli granda ol tiu de la lasera fotono. Krome, la resonanca kavaĵo formas pozitivan retrokuplon, kaj tiel lasera amplifilo povas esti formita.
3. Nelinearaj fibraj amplifiloj: Kaj nelinearaj fibraj amplifiloj kaj erbiaj fibraj amplifiloj falas sub la kategorion de fibraj amplifiloj. Tamen, la unuaj utiligas la nelinearan efikon de kvarcaj fibroj, dum la duaj uzas erbio-dopitajn kvarcajn fibrojn por agi sur aktivajn mediojn. Ordinaraj kvarcaj optikaj fibroj generos fortajn nelinearajn efikojn sub la ago de forta pumplumo de taŭgaj ondolongoj, kiel ekzemple stimulita Raman-disĵeto (SRS), stimulita Brillouin-disĵeto (SBS) kaj kvar-ondaj miksaj efikoj. Kiam la signalo estas transdonita laŭ la optika fibro kune kun la pumplumo, la signallumo povas esti amplifita. Tiel, ili formas fibrajn Raman-amplifilojn (FRA), Brillouin-amplifilojn (FBA) kaj parametrikajn amplifilojn, kiuj ĉiuj estas distribuitaj fibraj amplifiloj.
Resumo: La komuna disvolviĝa direkto de ĉiuj optikaj amplifiloj estas alta gajno, alta elira potenco kaj malalta bruocifero.
Afiŝtempo: 8-a de majo 2025