Optinių skaidulų stiprintuvų technologija
Optinio pluošto ryšio atveju šviesos arba infraraudonųjų spindulių (IR) spinduliai, kuriuos gabena pluoštas, susilpnėja, kai jie keliauja per medžiagą. Tada ateina optinio pluošto stiprintuvas, kuris naudojamas kompensuoti informacijos pažadinimą perdavimo metu.
Stiprintuvai įterpiami į tam tikras vietas, siekiant padidinti optinius signalus sistemoje, kurioje signalai yra silpni. Šis padidinimas leidžia sėkmingai perduoti signalus per likusį kabelio ilgį. Dideliuose tinkluose ilgas optinių skaidulų stiprintuvų serijos yra išdėstytos seka išilgai viso tinklo ryšio.
Įprasti pluošto optiniai stiprintuvai yra Erbio-Doped Fiber Amplifier (arba EDFA Optical Amplifier), Raman pluošto stiprintuvas ir silicio optinis stiprintuvas (SOA). Erbiumo pluošto stiprintuvas yra pagrindinis pluošto stiprintuvo tipas, naudojamas didinti signalą WDM šviesolaidinėje sistemoje. Galimas WDM perdavimas. Pluošto stiprintuvai yra sukurti DWDM EDFA stiprintuvui palaikyti tankiam bangos ilgio skaidymui (DWDM) ir išplėsti į kitas pluošto optines juostas.
Yra keletas skirtingų fizinių mechanizmų, kuriais galima sustiprinti šviesos signalą, atitinkantį pagrindinius optinių stiprintuvų tipus. Paaukštinto pluošto stiprintuvuose ir birių lazerių stiprintuvo įėjimo terpėje stimuliuojama emisija sukelia gaunamos šviesos stiprinimą. Puslaidininkiniuose optiniuose stiprintuvuose (SOA) vyksta elektronų skylės rekombinacija. Ramano stiprintuvuose gaunamo šviesos su fononais skleidimas Ramano skiltyje į stiprinimo terpės groteles gamina fotonus, suderinamus su gaunamais fotonais. Parametriniai stiprintuvai naudoja parametrinį stiprinimą.
Kai šviesa perduodama per medžiagą, dalis šviesos yra išsklaidyta atsitiktine kryptimi. Nedidelė dalis išsibarsčiusios šviesos dažnių pašalinama iš spinduliavimo spindulių dažnio, atitinkančio medžiagos sklaidos sistemos vibracijos dažnius. Raman optinio pluošto stiprintuvai veikia šiame mažame sklaidos diapazone. Jei pradinė spindulys yra pakankamai intensyvus ir monochromatinis, gali būti pasiekta ribinė vertė, per kurią šviesa Raman dažniais yra stiprinama, stipriai susikaupia ir paprastai pasižymi stimuliuojamos emisijos savybėmis. Tai vadinama stimuliuojamu arba nuosekliu Ramano efektu.
EFDA optinio pluošto stiprintuvo funkcija - prie pluošto šerdies medžiagos kaip priedas pridedama erbio, retųjų žemių jonų; paprastai yra keli šimtai milijonų dalių. Pluoštas yra labai skaidrus, kai erbio lazerio bangos ilgis yra nuo dviejų iki devynių mikronų. Kai siurbiamas lazeriniu diodu, sukuriamas optinis stiprinimas ir atsiranda amplifikacija.
Silicio arba puslaidininkiniai optiniai stiprintuvai veikia panašiai kaip pagrindinio lazerio. Konstrukcija yra tokia pati, kad vienas ant kito yra dvi specialiai suprojektuotos puslaidininkinės medžiagos plokštės, tarp jų viena medžiaga yra „aktyvus sluoksnis“. Elektros srovė nustatoma važiuojant per prietaisą, kad sužadintumėte elektronus, kurie tada gali nukristi atgal į nežadintą pagrindinę būseną ir išleisti fotonus. Gaunamasis optinis signalas skatina šviesos emisiją savo bangos ilgiu.
Skaidulinis optinis kartotuvas taip pat gali pakartotinai sustiprinti silpnintą signalą, tačiau jis gali veikti tik tam tikru bangos ilgiu ir netinka WDM sistemoms. Tai yra priežastis, kodėl optinio pluošto stiprintuvas turi daug svarbesnį vaidmenį ryšių sistemose.