Pogosta vrstaoptični ojačevalnikuporablja se v optični komunikaciji
Ko se optični signali prenašajo po optičnih vlaknih, se z naraščajočo razdaljo optični signali postopoma slabijo in celo povzročajo motnje v komunikaciji ... Do pojava optičnih ojačevalnikov so bili ti kot »bencinska črpalka«, ki je obnavljala energijo optičnih signalov, da so lahko nemoteno prenašali podatke do cilja. V tej številki vam bomo predstavili pogost optični ojačevalnik v optični komunikaciji –ojačevalnik z vlakni, dopiranimi z erbijem(EDFA optični ojačevalnik).
Ojačevalnik z vlakni, dopiranim z erbijem, kot že ime pove: v kremenovo vlakno je vgrajen erbij (Er), redkozemeljski element. Ko vhodni optični signal prehaja skozi vlakno, dopirano z erbijem, trivalentni erbijevi ioni (Er³⁺) absorbirajo energijo črpalne svetlobe in preidejo na višjo energijsko raven. Število delcev v vzbujenem stanju se inverzira. Pod vplivom vhodne signalne svetlobe se redkozemeljski ioni v vzbujenem stanju podvržejo stimulirani emisiji in sproščajo fotone z enako frekvenco kot signalna svetloba, s čimer dosežejo optično ojačanje.
Komponente, ki sestavljajoOptični ojačevalnik EDFAObičajno vključujejo optične sklopnike (pogosto z uporabo multiplekserjev z delitevjo valovnih dolžin WDM), optične izolatorje, vlakna, dopirana z erbijem, filtre in črpalne vire. Med njimi optični sklopnik domiselno združuje vhodno svetlobo in črpalno svetlobo, da zagotovi natančno vbrizgavanje signala v vlakno, dopirano z erbijem; vloga optičnega izolatorja je zatreti neuporaben odboj svetlobe na optični poti, da prepreči nastanek nepotrebnih motenj, kar zagotavlja enosmerni prenos signala; optični filter odstrani neželen šum, da izboljša razmerje signal/šum ter zagotovi jasnost prenosa informacij.
Trenutno raziskovalci razvijajo dvopasovne optične ojačevalnike (DBFA) in ultraširokopasovne ojačevalnike (UWOA), s ciljem razširiti pasovno širino ojačanja na celoten frekvenčni pas multipleksiranja z delitveno valovno dolžino (WDM). Nedavno je skupna raziskovalna skupina evropskih raziskovalnih inštitutov razvila parametrični ojačevalnik potujočega vala, ki temelji na fotonskih čipih. S kompaktno strukturo dosega ultraširokopasovno ojačanje signala s pasovno širino 140 nm (trikrat več kot pri tradicionalnem EDFA), prostornina pa je zmanjšana na centimetrsko raven, kar zagotavlja ultra visokohitrostno podporo za podatkovne centre in računalništvo z umetno inteligenco. Ti »super ojačevalniki« bodo podpirali prenos več kot sto valovnih dolžin na vlakno, s čimer bodo postavili temelje za holografsko komunikacijo, inteligentne tovarne in druge aplikacije v dobi 6G.
Čas objave: 3. februar 2026