Tehnologija optičkih pojačala
U optičkoj komunikaciji, vidljiva svjetla ili infracrvene (IR) zrake koje nose vlakna su prigušene kako putuju kroz materijal. Zatim dolazi do optičkog pojačala koje se koristi za kompenzaciju buđenja informacija tokom prenosa.
Pojačala su postavljena na određenim mjestima kako bi pojačala optičke signale u sustavu gdje su signali slabi. Ovo pojačanje omogućava da se signali uspješno prenose kroz preostalu dužinu kabela. U velikim mrežama, duga serija optičkih pojačala postavljena je u nizu duž cijele mrežne veze.
Uobičajena optička pojačala uključuju Erbij-dopirana pojačala vlakana (ili EDFA optičko pojačalo), Ramanovo pojačalo i silicijsko optičko pojačalo (SOA). Erbijsko dopirano pojačalo je glavna vrsta optičkog pojačala koje se koristi za pojačavanje signala u WDM optičkom sistemu, kao što znamo da WDM povećava kapacitet optičkog komunikacionog sistema i da je erbijalno pojačalo koje čini pojačalo. WDM prijenos moguć. Fiber pojačala su razvijena da podrže multipleksiranje sa DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) koji se zove DWDM EDFA pojačalo i da se proširi na druge talasne dužine koje podržavaju optička vlakna.
Postoji nekoliko različitih fizičkih mehanizama koji se mogu koristiti za pojačavanje svjetlosnog signala, koji odgovaraju glavnim tipovima optičkih pojačala. U dopiranim optičkim pojačalima i raspršenim laserima, stimulirana emisija u medijima pojačanja pojačala uzrokuje pojačanje dolazne svjetlosti. U poluvodičkim optičkim pojačavačima (SOA) dolazi do rekombinacije elektron-rupa. U Ramanovim pojačalima, Ramanovo raspršenje dolazne svetlosti sa fononima u rešetki medijuma dobitka proizvodi fotone koherentne sa dolazećim fotonima. Parametarska pojačala koriste parametarsko pojačanje.
Kada se svetlost prenosi kroz materiju, deo svetlosti se rasipa u nasumičnim pravcima. Mali dio raspršene svjetlosti ima frekvencije uklonjene iz frekvencije upadnog snopa količinama jednakim frekvencijama vibracija sustava rasipanja materijala. Ramanova optička pojačala funkcioniraju unutar ovog malog raspona raspršenja. Ako je početni snop dovoljno intenzivan i monokromatski, može se postići prag preko kojeg se pojačava svjetlost na Ramanovim frekvencijama, snažno raste i općenito pokazuje karakteristike stimulirane emisije. To se naziva stimulirani ili koherentni Raman efekat.
EFDA optičko pojačalo funkcionira dodavanjem erbija, rijetkih zemljanih iona u materijal jezgre vlakna kao dopanta; tipično na nivoima od nekoliko stotina delova na milion. Vlakna su visoko transparentna u talasnoj dužini erbijuma od dva do devet mikrona. Kada se pumpa laserskom diodom, stvara se optički dobitak i dolazi do pojačanja.
Silikonski ili poluvodički optički pojačavač funkcionira na sličan način kao osnovni laser. Struktura je ista, sa dve specijalno dizajnirane ploče poluvodičkog materijala jedna iznad druge, a drugi materijal između njih formira "aktivni sloj". Električna struja se postavlja kroz uređaj da bi pobuđivala elektrone koji se onda mogu vratiti u ne-pobuđeno osnovno stanje i dati fotone. Dolazni optički signal stimuliše emitovanje svetlosti na sopstvenoj talasnoj dužini.
Fiber optički repetitor takođe može re-amplificirati atenuirani signal, ali može funkcionirati samo na određenoj valnoj dužini i nije pogodan za WDM sisteme. Zbog toga optičko pojačalo igra mnogo važniju ulogu u komunikacionim sistemima.
