Bežný typoptický zosilňovačpoužívané v optickej komunikácii
Keď sa optické signály prenášajú optickými vláknami, so zväčšujúcou sa vzdialenosťou optické signály postupne slabnú a dokonca spôsobujú prerušenia komunikácie… Až do objavenia sa optických zosilňovačov boli ako „benzínová pumpa“, ktorá dopĺňa energiu optických signálov, aby mohli plynule prenášať dáta do cieľa. V tomto čísle vám predstavíme bežný optický zosilňovač v optickej komunikácii –vláknový zosilňovač dopovaný erbiom(optický zosilňovač EDFA).
Vláknový zosilňovač dopovaný erbiom, ako už názov napovedá: Erbium (Er), prvok vzácnych zemín, je zabudovaný do kremenného vlákna. Keď vstupný optický signál prechádza cez vlákno dopované erbiom, trojmocné ióny erbia (Er³⁺) absorbujú energiu čerpacieho svetla a prechádzajú na vyššiu energetickú hladinu. Počet častíc v excitovanom stave prechádza inverziou. Pod vplyvom indukcie vstupného signálneho svetla prechádzajú ióny vzácnych zemín v excitovanom stave stimulovanou emisiou a uvoľňujú fotóny s rovnakou frekvenciou ako signálne svetlo, čím sa dosahuje optické zosilnenie.
Komponenty, ktoré tvoriaOptický zosilňovač EDFAVo všeobecnosti zahŕňajú optické väzobné členy (často používajúce multiplexory s vlnovým delením WDM), optické izolátory, vlákna dopované erbiom, filtre a zdroje čerpacieho signálu. Medzi nimi optický väzobný člen dômyselne kombinuje vstupné svetlo a čerpacie svetlo, aby sa zabezpečilo presné vstrekovanie signálu do vlákna dopovaného erbiom; úlohou optického izolátora je potlačiť nepotrebný odraz svetla v optickej dráhe, aby sa zabránilo tvorbe zbytočných interferenčných signálov a zabezpečil sa jednosmerný prenos signálu; optický filter odstraňuje nežiaduci šum, aby sa zlepšil pomer signálu k šumu a zabezpečila sa jasnosť prenosu informácií.
V súčasnosti výskumníci vyvíjajú dvojpásmové optické zosilňovače (DBFA) a ultraširokopásmové zosilňovače (UWOA) s cieľom rozšíriť šírku pásma zosilnenia na celé frekvenčné pásmo multiplexovania s delením vlnových dĺžok (WDM). Nedávno spoločný výskumný tím európskych výskumných ústavov vyvinul parametrický zosilňovač s postupnou vlnou založený na fotonických čipoch. Vďaka kompaktnej štruktúre dosahuje ultraširokopásmové zosilnenie signálu so šírkou pásma 140 nm (trikrát väčšia ako tradičný EDFA) a objem sa znížil na centimetrovú úroveň, čo poskytuje ultrarýchlu podporu pre dátové centrá a výpočty s umelou inteligenciou. Tieto „superzosilňovače“ budú podporovať prenos viac ako sto vlnových dĺžok na vlákno, čím položia základy pre holografickú komunikáciu, inteligentné továrne a ďalšie aplikácie v ére 6G.
Čas uverejnenia: 3. februára 2026