C-діапазон-діапазон, що лежить у клітковині, невеликий підсилювач сигналу

Принцип роботи

Волокно з допіном ERBIUM є основним компонентом підсилювачів ПА, який підсилює оптичні сигнали шляхом допування рідкісного елемента землі (ER) в ядро волокна. Іони ERBIUM мають спеціальну структуру рівня енергії, і коли збуджується насосним світлом, вони переходять від низького рівня енергії до високих рівнів енергії. Коли світло сигналу проходить через клітковину, леговане ербієм, стимулюються високоенергетичні іони ербію для виділення фотонів з однаковою фазою, частотою та станом поляризації, що і світло сигналу, тим самим посилюючи інтенсивність світла сигналу та досягнення ампліфікації.

Світло насосів - це джерело світла, яке забезпечує енергію для іонів ERBIUM, як правило, використовуючи напівпровідникові лазери (наприклад, 980 нм або 1480 нм лазери довжини хвилі). Після того, як світло насосів потрапляє в клітковину, леговане ербієм, він взаємодіє з іонами ербію, внаслідок чого вони переходять до високого рівня енергії. Ці високоенергетичні іони ERBIUM генерують фотони, ідентичні сигнальному світлу через стимульовану випромінювання, досягаючи посилення сигнального світла. Цей механізм накачування дозволяє підсилювачам ПА випромінювати великі оптичні сигнали без безпосередньо перетворення сигнального світла в електричні сигнали.

Для того, щоб забезпечити якість посиленого сигналу, підсилювачі ПА зменшують шум, оптимізуючи структуру волокон, легованих ERBIUM, вибираючи відповідні довжини та потужність хвилі світла насосів та інші заходи. Цифра шуму контролюється при ≤ 4,5 дБ, щоб переконатися, що підсилювач підтримує хороше співвідношення сигнал-шум, посилюючи сигнал, тим самим покращуючи якість сигналу.

Сценарії застосування

У волоконно-оптичних системах зв'язку C-діапазон-діапазон волокон волокон невеликі сигнальні підсилювачі використовуються для компенсації втрати оптичних сигналів у волоконно-оптичних зв’язках, покращуючи відстань передачі та ємність системи зв'язку. Наприклад, у системах підводного волоконно -волоконно -оптичного кабельного зв'язку цей підсилювач може ефективно відновити ослаблену силу оптичного сигналу, забезпечуючи якість та надійність зв'язку.

У волоконно -оптичних сенсорних мережах цей підсилювач може посилити слабкий вихід оптичного сигналу датчиком, покращуючи точність вимірювання датчика. Наприклад, у волоконно -оптичних датчиках температури він може посилити зміни інтенсивності оптичних сигналів, спричинених змінами температури, забезпечуючи точність вимірювання температури.

У волоконно-лазерних системах C-діапазон-діапазон-діапазон волокно волокнить невеликі підсилювачі сигналу можуть бути використані для збільшення потужності джерел лазерного насіння, тим самим отримуючи більш високі потужні лазерні результати, які можуть бути використані для таких застосувань, як обробка матеріалів та медичне лікування лазера.