Yleinen tyyppioptinen vahvistinkäytetään optisessa viestinnässä
Kun optisia signaaleja lähetetään optisissa kuiduissa, etäisyyden kasvaessa optiset signaalit heikkenevät vähitellen ja jopa aiheuttavat tiedonsiirtohäiriöitä... Optisten vahvistimien ilmestymiseen asti ne olivat kuin "huoltoasema", joka täydentää optisten signaalien energiaa, jotta ne voivat kuljettaa dataa sujuvasti määränpäähän. Tässä numerossa esitellään yleinen optinen vahvistin optisessa tiedonsiirrossa –erbiumilla seostettu kuituvahvistin(EDFA-optinen vahvistin).
Erbiumilla seostettu kuituvahvistin, kuten nimestä voi päätellä: erbium (Er), harvinainen maametalli, on sisällytetty kvartsikuituun. Kun tuleva optinen signaali kulkee erbiumilla seostetun kuidun läpi, kolmenarvoiset erbiumionit (Er³⁺) absorboivat pumppausvalon energian ja siirtyvät korkeammalle energiatasolle. Virittyneessä tilassa olevien hiukkasten lukumäärä muuttuu. Tulosignaalivalon induktion vaikutuksesta virittyneessä tilassa olevat harvinaisten maametallien ionit läpikäyvät stimuloitua emissiota ja vapauttavat samantaajuisia fotoneja kuin signaalivalo, jolloin saavutetaan optinen vahvistus.
Komponentit, jotka muodostavatEDFA-optinen vahvistinYleensä ne sisältävät optisia kytkimiä (usein aallonpituusjakoisia multipleksereitä WDM), optisia eristimiä, erbiumilla seostettuja kuituja, suodattimia ja pumppauslähteitä. Näistä optinen kytkin yhdistää nerokkaasti tulovalon ja pumppausvalon varmistaakseen, että signaali syötetään tarkasti erbiumilla seostettuun kuituun; optisen eristimen tehtävänä on tukahduttaa turha valonheijastus optisella reitillä estääkseen tarpeettomien häiriösignaalien muodostumisen ja varmistaakseen signaalin yksisuuntaisen siirron; optinen suodatin poistaa ei-toivotun kohinan parantaakseen signaali-kohinasuhdetta ja varmistaakseen tiedonsiirron selkeyden.
Tutkijat kehittävät parhaillaan kaksikaistaisia kuituvahvistimia (DBFA) ja ultralaajakaistaisia vahvistimia (UWOA) tavoitteenaan laajentaa vahvistuskaistanleveyttä koko aallonpituusjakoisen multipleksoinnin (WDM) taajuusalueelle. Äskettäin eurooppalaisten tutkimuslaitosten yhteinen tutkimusryhmä on kehittänyt fotonisiruihin perustuvan kulkevan aallon parametrisen vahvistimen. Kompaktin rakenteensa ansiosta se saavuttaa ultralaajakaistaisen signaalinvahvistuksen 140 nm:n kaistanleveydellä (kolme kertaa perinteiseen EDFA:han verrattuna), ja sen tilavuus on pienennetty senttimetritasolle, mikä tarjoaa ultranopeaa tukea datakeskuksille ja tekoälylaskennalle. Nämä "supervahvistimet" tukevat yli sadan aallonpituuden siirtoa kuitua kohden, mikä luo pohjan holografiselle viestinnälle, älykkäille tehtaille ja muille sovelluksille 6G-aikakaudella.
Julkaisun aika: 03.02.2026