Amplifier Fiber Optik Kab

Fiber Optical Amplifier minangka jinis penguat optik nggunakake serat optik minangka medium gain. Biasane, medium gain yaiku serat doped karo ion bumi langka, kayata erbium (EDFA, Erbium-Doped Fiber Amplifier), neodymium, ytterbium (YDFA), praseodymium lan thulium. Dopan aktif iki dipompa (diwenehake energi) kanthi cahya saka laser, kayata laser dioda sing dipasangake serat; ing paling kasus, lampu pump lan lampu sinyal digedhèkaké lelungan bebarengan ing inti serat. Laser serat khas yaiku amplifier Raman (ndeleng gambar ing ngisor iki).

Gambar 1: Diagram skematis aamplifier serat erbium-doped prasaja. Loro dioda laser (LDs) nyedhiyakake energi pompa menyang serat erbium-doped, sing bisa nggedhekake cahya kanthi dawa gelombang watara 1550 nm. Rong isolator Faraday gaya ponytail ngisolasi cahya sing dibayangke mburi, saéngga ngilangake efek ing piranti kasebut.
Kaping pisanan, amplifier serat utamane digunakake kanggo komunikasi serat optik jarak adoh, ing ngendi lampu sinyal kudu digedhekake sacara periodik. Kahanan sing khas yaiku nggunakake laser serat erbium-doped, lan kekuwatan lampu sinyal ing wilayah spektral 1500nm moderat. Sabanjure, amplifier serat digunakake ing lapangan penting liyane. amplifier serat daya dhuwur digunakake kanggo pangolahan materi laser. Penguat iki biasane nggunakake serat klambi ganda ytterbium-doped, lan wilayah spektral lampu sinyal yaiku 1030-1100nm. Daya optik output bisa tekan sawetara kilowatt.
Amarga area mode cilik lan dawa serat dawa, gain dhuwur saka puluhan dB bisa dipikolehi ing tumindak cahya pump saka daya medium, sing ngomong, efficiency gain dhuwur (utamané kanggo kurang daya) bisa dijupuk. . piranti). Gain maksimum biasane diwatesi dening ASE. Serat kasebut nduweni rasio lumahing-kanggo-volume sing gedhe lan transmisi mode siji sing stabil, saengga daya output sing apik bisa digayuh, lan cahya output minangka sinar winates difraksi, utamane nalika nggunakake serat klambi ganda. Nanging, amplifier serat daya dhuwur biasane ora duwe gain dhuwur banget ing tahap pungkasan, sebagian amarga faktor efisiensi daya; chain amplifier banjur dibutuhake supaya preamp menehi paling gain lan tataran pungkasan menehi output daya dhuwur.
Kejenuhan gain amplifier serat cukup beda saka amplifier optik semikonduktor (SOA). Amarga bagean salib transisi cilik lan energi jenuh dhuwur, biasane bisa tekan sawetara puluhan mJ ing amplifier serat komunikasi erbium-doped, lan atusan mJ ing amplifier ytterbium-doped karo area mode gedhe. Mulane, akeh energi (kadhangkala sawetara mJ) bisa disimpen ing amplifier serat lan banjur diekstrak kanthi pulsa cendhak. Mung nalika energi pulsa output luwih dhuwur tinimbang energi jenuh, distorsi pulsa sing disebabake dening jenuh serius. Yen sampeyan nggedhekake laser sing diprodhuksi dening laser mode-dikunci, gain jenuh padha karo nggedhekake laser CW ing daya padha.
Karakteristik jenuh iki penting banget kanggo komunikasi serat optik amarga sembarang crosstalk intersymbol, sing dumadi ing amplifier optik semikonduktor, dihindari.
Amplifier serat biasane bisa digunakake ing wilayah jenuh sing kuwat. Kanthi cara iki, output maksimum bisa dipikolehi, lan efek saka owah-owahan tipis ing cahya pump ing output sinyal daya optik bakal suda.
Gain maksimum biasane gumantung ing emisi spontan digedhekake, ora daya optik pump. Iku manifests dhewe nalika gain ngluwihi 40dB. Penguat dhuwur uga kudu ngilangi refleksi parasit, sing bisa ngasilake osilasi laser parasit lan malah ngrusak serat, mula isolator optik biasane ditambahake ing input lan output.
ASE menehi watesan dhasar ing kinerja swara amplifier. Ing amplifiers papat-tingkat kurang-mundhut, keluwihan gangguan bisa tekan watesan teori, sing, tokoh gangguan punika 3dB ing gain dhuwur, kang luwih gedhe saka gangguan ing normal lossy quasi-telu-tingkat gain medium. ASE lan gangguan keluwihan umume luwih gedhe ing laser pompa mundur.
Sumber cahya pompa uga ngenalake sawetara gangguan. Swara iki langsung mengaruhi gain lan daya output sinyal, nanging ora duwe efek nalika frekuensi swara luwih gedhe tinimbang kuwalik saka umur negara energi ndhuwur. (Ion laser-aktif padha karo panyimpenan energi, ngurangi efek saka fluktuasi daya frekuensi dhuwur.) Owah-owahan ing daya pump uga nimbulaké owah-owahan suhu, kang banjur nerjemahake menyang kasalahan phase.
ASE dhewe bisa digunakake minangka sumber cahya superradiant karo koherensi temporal kurang, kang dibutuhake ing imaging koheren optik. Sumber cahya superradiant padha karo laser serat gain dhuwur.