Amplifikatorët optikë në fushën e komunikimit me fibra optike
An amplifikator optikështë një pajisje që amplifikon sinjalet optike. Në fushën e komunikimit me fibra optike, ajo luan kryesisht rolet e mëposhtme: 1. Përmirëson dhe amplifikon fuqinë optike. Duke vendosur amplifikatorin optik në skajin e përparmë të transmetuesit optik, fuqia optike që hyn në fibër mund të rritet. 2. Amplifikim me rele online, duke zëvendësuar përsëritësit ekzistues në sistemet e komunikimit me fibra optike; 3. Para-amplifikim: Përpara fotodetektorit në skajin marrës, sinjali i dobët i dritës para-amplifikohet për të rritur ndjeshmërinë marrëse.
Aktualisht, amplifikatorët optikë të përdorur në komunikimin me fibra optike përfshijnë kryesisht llojet e mëposhtme: 1. Amplifikator optik gjysmëpërçues (Amplifikator optik SOA)/Amplifikator lazeri gjysmëpërçues (amplifikator optik SLA); 2. Amplifikatorë me fibra të dopuara me elementë të rrallë të tokës, siç janë amplifikatorët me fibra të dopuara me karrem (Amplifikator optik EDFA), etj. 3. Amplifikatorë jolinearë me fibra, siç janë amplifikatorët Raman me fibra, etj. Më poshtë është një hyrje e shkurtër përkatësisht.
1. Amplifikatorët optikë gjysmëpërçues: Në kushte të ndryshme aplikimi dhe me reflektim të ndryshëm të sipërfaqes fundore, lazerët gjysmëpërçues mund të prodhojnë lloje të ndryshme të amplifikatorëve optikë gjysmëpërçues. Nëse rryma lëvizëse e lazerit gjysmëpërçues është më e ulët se pragu i saj, domethënë, nuk gjenerohet lazer, në këtë kohë, një sinjal optik hyn në njërën anë. Për sa kohë që frekuenca e këtij sinjali optik është afër qendrës spektrale të lazerit, ai do të amplifikohet dhe do të dalë nga ana tjetër. Ky lloj iamplifikator optik gjysmëpërçuesquhet amplifikator optik i tipit Fabry-Perrop (FP-SLA). Nëse lazeri është i polarizuar mbi pragun, sinjali optik i dobët me një modalitet të vetëm që hyn nga njëri skaj, për sa kohë që frekuenca e këtij sinjali optik është brenda spektrit të këtij lazeri shumëmodësh, sinjali optik do të amplifikohet dhe do të kyçet në një modalitet të caktuar. Ky lloj amplifikatori optik quhet amplifikator i tipit me injektim të kyçur (IL-SLA). Nëse dy skajet e një lazeri gjysmëpërçues janë të veshura me pasqyrë ose të avulluara me një shtresë filmi anti-reflektues, duke e bërë emisivitetin e tij shumë të vogël dhe të paaftë për të formuar një zgavër rezonante Fabry-Perrow, kur sinjali optik kalon nëpër shtresën aktive të valëpërçuesit, ai do të amplifikohet gjatë udhëtimit. Prandaj, ky lloj amplifikatori optik quhet amplifikator optik i tipit valë udhëtuese (TW-SLA), dhe struktura e tij tregohet në figurën e mëposhtme. Meqenëse gjerësia e brezit të amplifikatorit optik të tipit me valë udhëtuese është tre rend madhësie më e madhe se ajo e amplifikatorit të tipit Fabry-Perot, dhe gjerësia e brezit të tij prej 3dB mund të arrijë 10 THz, ai mund të amplifikojë sinjale optike të frekuencave të ndryshme dhe është një amplifikator optik shumë premtues.
2. Amplifikator fibre i dopuar me karrem: Ai përbëhet nga tre pjesë: E para është një fibër e dopuar me një gjatësi që varion nga disa metra deri në dhjetëra metra. Këto papastërti janë kryesisht jone të tokës së rrallë, të cilat formojnë materialin e aktivizimit me lazer; E dyta është burimi i pompës lazer, i cili siguron energji me gjatësi vale të përshtatshme për të ngacmuar jonet e tokës së rrallë të dopuar në mënyrë që të arrihet amplifikimi i dritës. E treta është bashkuesja, e cila mundëson që drita e pompës dhe drita e sinjalit të çiftëzohen në materialin aktivizues të fibrës optike të dopuar. Parimi i funksionimit të një amplifikatori fibre është shumë i ngjashëm me atë të një lazeri në gjendje të ngurtë. Ai shkakton një gjendje të përmbysur të shpërndarjes së numrit të grimcave brenda materialit të aktivizuar me lazer dhe gjeneron rrezatim të stimuluar. Për të krijuar një gjendje të qëndrueshme të shpërndarjes së përmbysjes së numrit të grimcave, më shumë se dy nivele energjie duhet të përfshihen në tranzicionin optik, zakonisht sisteme me tre nivele dhe katër nivele, me një furnizim të vazhdueshëm energjie nga një burim pompe. Për të siguruar energji në mënyrë efektive, gjatësia e valës së fotonit të pompës duhet të jetë më e shkurtër se ajo e fotonit të lazerit, domethënë, energjia e fotonit të pompës duhet të jetë më e madhe se ajo e fotonit të lazerit. Për më tepër, zgavra rezonante formon një reagim pozitiv, dhe kështu mund të formohet një amplifikator lazeri.
3. Amplifikatorët jolinearë me fibra: Si amplifikatorët jolinearë me fibra ashtu edhe amplifikatorët me fibra erbiumi bien në kategorinë e amplifikatorëve me fibra. Megjithatë, i pari përdor efektin jolinear të fibrave të kuarcit, ndërsa i dyti përdor fibra kuarci të dopuara me erbium për të vepruar në mjedise aktive. Fibrat optike të zakonshme të kuarcit do të gjenerojnë efekte të forta jolineare nën veprimin e dritës së fortë të pompimit me gjatësi vale të përshtatshme, siç janë shpërndarja e stimuluar Raman (SRS), shpërndarja e stimuluar Brillouin (SBS) dhe efektet e përzierjes me katër valë. Kur sinjali transmetohet përgjatë fibrës optike së bashku me dritën e pompimit, drita e sinjalit mund të amplifikohet. Kështu, ato formojnë amplifikatorë Raman me fibra (FRA), amplifikatorë Brillouin (FBA) dhe amplifikatorë parametrikë, të cilët janë të gjithë amplifikatorë me fibra të shpërndara.
Përmbledhje: Drejtimi i përbashkët i zhvillimit të të gjithë amplifikatorëve optikë është fitimi i lartë, fuqia e lartë e daljes dhe shifra e ulët e zhurmës.
Koha e postimit: 08 Maj 2025