Isang karaniwang uri ng optical amplifier na ginagamit sa optical communication

Isang karaniwang uri ngoptikal na amplifierginagamit sa komunikasyong optikal

Kapag ang mga optical signal ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga optical fiber, habang tumataas ang distansya, ang mga optical signal ay unti-unting hihina at magdudulot pa ng mga pagkaantala sa komunikasyon… Hanggang sa paglitaw ng mga optical amplifier, ang mga ito ay parang isang "gas station", na pinupunan muli ang enerhiya ng mga optical signal upang maayos nilang maihatid ang data sa patutunguhan. Ipakikilala sa iyo ng isyung ito ang isang karaniwang optical amplifier sa optical communication – angamplifier ng hibla na may doping erbium(EDFA optical amplifier).

Isang erbium-doped fiber amplifier, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan: Ang Erbium (Er), isang rare earth element, ay isinasama sa quartz fiber. Kapag ang isang input optical signal ay dumaan sa erbium-doped fiber, ang trivalent erbium ions (Er³⁺) ay hihigop ng enerhiya ng pump light at lilipat sa mas mataas na antas ng enerhiya. Ang bilang ng mga particle sa excited state ay sumasailalim sa inversion. Sa ilalim ng induction ng input signal light, ang excited-state rare earth ions ay sumasailalim sa stimulated emission at naglalabas ng mga photon na may parehong frequency gaya ng signal light, sa gayon ay nakakamit ang optical amplification.
Ang mga sangkap na bumubuo sa isangEDFA optical amplifierKaraniwang kinabibilangan ng mga optical coupler (madalas gumagamit ng wavelength division multiplexer na WDM), optical isolator, erbium-doped fibers, filter, at pump source. Kabilang sa mga ito, mahusay na pinagsasama ng optical coupler ang input light at pump light upang matiyak na ang signal ay tumpak na na-inject sa erbium-doped fiber; ang papel ng optical isolator ay upang sugpuin ang walang silbing repleksyon ng liwanag sa optical path upang maiwasan ang pagbuo ng mga hindi kinakailangang interference signal, upang matiyak ang unidirectional transmission ng signal; inaalis ng optical filter ang mga hindi gustong ingay upang mapabuti ang signal-to-noise ratio at matiyak ang kalinawan ng transmission ng impormasyon.
Sa kasalukuyan, ang mga mananaliksik ay bumubuo ng dual-band fiber amplifiers (DBFA) at ultra-wideband amplifiers (UWOA), na naglalayong palawakin ang gain bandwidth sa buong wavelength division multiplexing (WDM) frequency band. Kamakailan lamang, isang pinagsamang pangkat ng pananaliksik mula sa mga institusyong pananaliksik sa Europa ang nakabuo ng isang traveling wave parametric amplifier batay sa mga photonic chip. Sa pamamagitan ng isang compact na istraktura, nakakamit nito ang ultra-wideband signal amplification, na may bandwidth na 140 nm (tatlong beses kaysa sa tradisyonal na EDFA), at ang volume ay nabawasan sa antas ng sentimetro, na nagbibigay ng ultra-high-speed na suporta para sa mga data center at AI computing. Ang mga "super amplifier" na ito ay susuporta sa transmisyon ng mahigit isang daang wavelength bawat fiber, na naglalatag ng pundasyon para sa holographic communication at mga intelligent factory at iba pang mga aplikasyon sa panahon ng 6G.