เทคโนโลยีของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติก

เทคโนโลยีของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติก

ในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงลำแสงที่มองเห็นได้หรืออินฟราเรด (IR) ที่บรรทุกโดยเส้นใยจะถูกลดทอนเมื่อพวกเขาเดินทางผ่านวัสดุ จากนั้นก็มีแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกที่ใช้ในการชดเชยการปลุกข้อมูลระหว่างการส่งสัญญาณ

เครื่องขยายเสียงจะถูกแทรกในสถานที่เฉพาะเพื่อเพิ่มสัญญาณแสงในระบบที่สัญญาณอ่อนแอ การเพิ่มประสิทธิภาพนี้ช่วยให้สัญญาณสามารถส่งผ่านความยาวสายเคเบิลที่เหลือได้สำเร็จ ในเครือข่ายขนาดใหญ่ชุดแอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงแบบยาวจะเรียงลำดับตามลิงก์เครือข่ายทั้งหมด

แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงทั่วไป ได้แก่ แอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสงที่มี Erbium (หรือแอมพลิฟายเออร์เสริมใยแก้วนำแสง EDFA), แอมพลิฟายเออร์ของใยแก้วรามาน แอมพลิไฟเออร์เสริมใยแก้วนำแสงเป็นชนิดหลักของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ที่ใช้ในการเพิ่มสัญญาณในระบบใยแก้วนำแสง WDM ดังที่เราทราบกันดีว่าเป็น WDM ที่เพิ่มความจุของระบบสื่อสารไฟเบอร์และเป็นแอมพลิไฟเออร์ สามารถส่ง WDM ได้ ไฟเบอร์แอมพลิฟายเออร์ได้รับการพัฒนาเพื่อรองรับ Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) ซึ่งเรียกว่าแอมพลิฟายเออร์ DWDM EDFA และขยายไปยังแถบคลื่นความยาวคลื่นอื่น ๆ ที่รองรับโดยไฟเบอร์ออพติก

มีกลไกทางกายภาพที่แตกต่างกันหลายประการที่สามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณแสงซึ่งสอดคล้องกับแอมพลิฟายเออร์ออพติคอลชนิดใหญ่ ๆ ในแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์เจือและเลเซอร์จำนวนมากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ได้รับการกระตุ้นจะทำให้เกิดการขยายของแสงที่เข้ามา ในเครื่องขยายสัญญาณแสงแบบกึ่งตัวนำ (SOAs) จะเกิดการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนในรู ในแอมพลิฟายเออร์ของรามานการกระจายของแสงที่เข้ามาด้วยโฟมานในตาข่ายของสื่อที่ได้รับจะสร้างโฟตอนที่สอดคล้องกับโฟตอนที่เข้ามา เครื่องขยายเสียงแบบ Parametric ใช้เครื่องขยายเสียงแบบ Parametric

เมื่อแสงถูกส่งผ่านสสารส่วนหนึ่งของแสงจะกระจายไปในทิศทางที่สุ่ม ส่วนเล็ก ๆ ของแสงกระจัดกระจายมีความถี่ลบออกจากความถี่ของลำแสงตกกระทบด้วยปริมาณเท่ากับความถี่การสั่นสะเทือนของระบบกระจายวัสดุ แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติก Raman อยู่ในช่วงกระจายขนาดเล็กนี้ หากลำแสงเริ่มต้นมีความเข้มเพียงพอและเป็นเอก monochromatic สามารถเข้าถึงจุดที่เกินกว่าที่แสงที่ความถี่ Raman ถูกขยายสร้างขึ้นอย่างมากและโดยทั่วไปจะแสดงลักษณะของการปล่อยก๊าซกระตุ้น สิ่งนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์รามานที่กระตุ้นหรือต่อเนื่องกัน

ฟังก์ชั่นแอมพลิฟายเออร์ใยแก้วนำแสง EFDA โดยการเพิ่มเออร์เบียมไอออนของธาตุหายากลงในวัสดุแกนเส้นใยเป็นสารเจือปน โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในระดับไม่กี่ร้อยส่วนต่อล้าน เส้นใยมีความโปร่งใสสูงที่ความยาวคลื่นเออร์เบียม lasing สองถึงเก้าไมครอน เมื่อสูบด้วยเลเซอร์ไดโอดจะสร้างอัตราขยายของแสงและการขยายเกิดขึ้น

ฟังก์ชันของเครื่องขยายเสียงแบบซิลิกอนหรือเซมิคอนดักเตอร์ในลักษณะเดียวกันกับเลเซอร์พื้นฐาน โครงสร้างนั้นเหมือนกันมากโดยมีแผ่นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์สองแผ่นออกแบบมาเป็นพิเศษอยู่ด้านบนของอีกแผ่นหนึ่งและอีกแผ่นหนึ่งอยู่ระหว่าง กระแสไฟฟ้าถูกตั้งค่าให้ทำงานผ่านอุปกรณ์เพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนซึ่งสามารถถอยกลับไปสู่สภาพพื้นดินที่ไม่ตื่นเต้นและให้โฟตอน สัญญาณแสงที่เข้ามาช่วยกระตุ้นการปล่อยแสงที่ความยาวคลื่นของมันเอง

ไฟเบอร์ออปติก repeater ยังสามารถขยายสัญญาณลดทอนอีกครั้ง แต่มันสามารถทำงานได้เฉพาะกับความยาวคลื่นที่เฉพาะเจาะจงและไม่เหมาะสำหรับระบบ WDM นั่นคือเหตุผลที่แอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์ออปติกมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในระบบการสื่อสาร