Tecnologia dels amplificadors de fibra òptica
En la comunicació de fibra òptica, els feixos de llum visible o infrarojos (IR) portats per una fibra s'atenuen quan viatgen a través del material. A continuació, s’obté l’amplificador de fibra òptica que s’utilitza per compensar el despertar de la informació durant la transmissió.
Els amplificadors s'insereixen en llocs específics per augmentar els senyals òptiques en un sistema on els senyals són febles. Aquest impuls permet que els senyals es transmetin amb èxit a través de la longitud de cable restant. A les xarxes grans, una llarga sèrie d'amplificadors de fibra òptica es col·loca en una seqüència al llarg de tot l'enllaç de xarxa.
Els amplificadors de fibra òptica més freqüents inclouen amplificador de fibra dopat per erbi (o amplificador òptic EDFA), amplificador de fibra Raman i amplificador òptic de silici (SOA). L’amplificador de fibra dopada amb erbi és el principal tipus d’amplificador de fibra que s’utilitza per impulsar el senyal al sistema de fibra òptica de WDM, ja que sabem que és WDM que augmenta la capacitat del sistema de comunicacions de fibra i és l’amplificador de fibra dopada amb erbium que fa que Possible transmissió WDM. Els amplificadors de fibra es desenvolupen per donar suport a la divisió de longitud d’onda de densitat (DWDM) que s’anomena amplificador DWDM EDFA i s’expandeix a les altres bandes de longitud d’ona suportades per fibra òptica.
Hi ha diversos mecanismes físics diferents que es poden utilitzar per amplificar un senyal de llum, que corresponen als principals tipus d'amplificadors òptics. En amplificadors de fibra dopada i làsers a granel, l'emissió estimulada al medi de guany de l’amplificador provoca l’amplificació de la llum entrant. En els amplificadors òptics de semiconductors (SOAs), es produeix la recombinació de forats electrònics. En els amplificadors Raman, la dispersió Raman de la llum entrant amb fonones a la xarxa del medi de guany produeix fotons coherents amb els fotons entrants. Els amplificadors paramètrics utilitzen l'amplificació paramètrica.
Quan la llum es transmet a través de la matèria, part de la llum es dispersa en direccions aleatòries. Una petita part de la llum dispersa té freqüències eliminades de la freqüència del feix incident per quantitats iguals a les freqüències de vibració del sistema de dispersió de materials. Els amplificadors de fibra òptica Raman funcionen dins d'aquest petit interval de dispersió. Si el feix inicial és prou intens i monocromàtic, es pot aconseguir un llindar més enllà del qual la llum a les freqüències Raman s'amplifica, s'acumula fortament i generalment mostra les característiques de l'emissió estimulada. Això s’anomena efecte Raman estimulat o coherent.
Funcions de l'amplificador de fibra òptica EFDA afegint erbium, ions de terres rares, al material de nucli de fibra com a dopant; típicament en nivells d'uns pocs centenars de parts per milió. La fibra és altament transparent a la longitud d’ona de làsio erbió de dos a nou microns. Quan es bomba per un díode làser, es crea un guany òptic i es produeix una amplificació.
L'amplificador òptic de silici o semiconductor funciona de manera similar a un làser bàsic. L'estructura és molt semblant, amb dues lloses de material semiconductor especialment dissenyades una sobre una altra, amb un altre material entre elles que forma la "capa activa". Es fixa un corrent elèctric a través del dispositiu per excitar els electrons que poden tornar a caure a l'estat fonamental no excitat i donar fotons. El senyal òptic entrant estimula l'emissió de llum a la seva pròpia longitud d'ona.
El repetidor de fibra òptica també pot tornar a amplificar un senyal atenuat, però només pot funcionar a una longitud d'ona específica i no és adequat per als sistemes WDM. Aquesta és la raó per la qual l'amplificador de fibra òptica té un paper molt més important en els sistemes de comunicació.
