Amplificator de semnal mic cu fibră mică cu bandă C

Principiul de lucru

Fibra dopată Erbium este componenta principală a amplificatoarelor PA, care amplifică semnalele optice prin doparea elementului de pământ rar Erbium (ER) în miezul fibrei. Ionii erbium au o structură specială la nivel de energie, iar atunci când sunt excitați de lumina pompei, trec de la niveluri scăzute de energie la un nivel ridicat de energie. Când lumina semnalului trece printr-o fibră dopată de erbium, ioni Erbium cu energie mare sunt stimulați să emită fotoni cu aceeași fază, frecvență și stare de polarizare ca lumina semnalului, sporind astfel intensitatea luminii de semnal și obținând amplificarea.

Lumina pompei este o sursă de lumină care oferă energie pentru ionii erbium, de obicei folosind lasere cu semiconductor (cum ar fi laserele de lungime de undă de 980 nm sau 1480nm). După ce lumina pompei intră în fibra dopată de erbium, interacționează cu ionii erbium, determinându-i să treacă la niveluri ridicate de energie. Acești ioni erbium cu energie mare generează fotoni identici cu lumina semnalului prin emisie stimulată, obținând amplificarea luminii semnalului. Acest mecanism de pompare permite amplificatoarelor de PA să emită semnale optice mari, fără a transforma direct lumina semnalului în semnale electrice.

Pentru a asigura calitatea semnalului amplificat, amplificatoarele de PA reduc zgomotul prin optimizarea structurii fibrelor dopate de Erbium, selectând lungimi și puteri adecvate de undă de lumină a pompei și alte măsuri. Figura de zgomot este controlată la ≤ 4.5dB pentru a se asigura că amplificatorul menține un raport semnal-zgomot bun, în timp ce amplificând semnalul, îmbunătățind astfel calitatea semnalului.

Scenarii de aplicație

În sistemele de comunicare cu fibră optică, amplificatoarele de semnal mici de fibră dopată cu bandă C sunt utilizate pentru a compensa pierderea semnalelor optice în legături cu fibră optică, îmbunătățind distanța de transmisie și capacitatea sistemului de comunicare. De exemplu, în sistemele de comunicare cu cablu cu fibră optică submarină, acest amplificator poate restabili eficient rezistența semnalului optic atenuat, asigurând calitatea și fiabilitatea comunicării.

În rețelele de senzori cu fibră optică, acest amplificator poate amplifica ieșirea de semnal optic slab de către senzor, îmbunătățind precizia de măsurare a senzorului. De exemplu, la senzorii de temperatură a fibrei optice, poate amplifica modificările de intensitate ale semnalelor optice cauzate de modificările de temperatură, asigurând exactitatea măsurării temperaturii.

În sistemele cu laser cu fibre, amplificatoarele de semnal mici cu fibre de benzi C la C-Band Erbium pot fi utilizate pentru a crește puterea surselor de semințe laser, obținând astfel producții cu laser cu putere mai mare, care pot fi utilizate pentru aplicații precum procesarea materialelor și tratamentul laser medical.