Amplificador òptic
 |
A aquest article li manca una segona llegida per acabar de revisar la traducció. Col·laboreu-hi! |
En fibra òptica, un amplificador òptic és un dispositiu que amplifica un senyal òptic directament, sense la necessitat de convertir el senyal al domini elèctric, amplificar en elèctric i tornar a passar a òptic.
Taula de continguts |
Amplificadors de fibra dopada[modifica]
Amplificadors en fibra són amplificadors òptics que utilitzen fibra dopada, normalment amb terres rares. Aquests amplificadors necessiten d'un bombament extern amb un làser d'ona contínua a una freqüència òptica lleugerament superior a la que amplifiquen. Típicament, les longituds d'ona de bombament són 980 nm o 1480 nm i per obtenir els millors resultats quant a soroll, s'ha de realitzar en la mateixa direcció que el senyal. [1]
Un amplificador òptic és capaç d'amplificar un conjunt de longituds d'ona (WDM, Wavelength Division Multiplexing).
Amplificador de fibra dopada amb Erbi (EDFA)[modifica]
L'amplificador de fibra dopada més comú és el EDFA (de l'anglès, Erbium Doped Fiber Amplifier) que es basa en el dopatge amb Erbi d'una fibra òptica.
Algunes característiques típiques dels EDFAs comercials són:
- Freqüència d'operació: bandes C i L (aprox. d'1530-1605 nm).
- Per al funcionament en banda S (below 1480 nm) són necessaris altres dopants.
- Baixa figura de soroll (típicament entre 3-6 dB).
- Guany entre (15-40 dB).
- Baixa sensibilitat a l'estat de polarització de la llum d'entrada.
- Màxima potència de sortida: 14-25 dBm.
- Guany interna: 25-50 dB.
- Variació del guany:+/- 0,5 dB.
- Longitud de fibra dopada: 10-60 m per EDFAs de banda C i 50-300 m per als de banda L.
- Nombre de làsers de bombament: 1-6.
- Longitud d'ona de bombament: 980 nm o 1480 nm2.
- Soroll predominant: ASE (Amplified Spontaneous Emission).
El soroll ASE generat a la sortida d'un amplificador d'aquest tipus es pot calcular com:
on, 
és el factor d'emissió espontània, 
és el guany l'amplificador i 
és l'ample de banda òptic de l'amplificador.
Amplificador òptic de semiconductor (Semiconductor optical Amplifier, SOA)[modifica]
Els amplificadors òptics de semiconductor tenen una estructura similar a un làser Fabry-Perot excepte per la presència d'un antireflectant en els extrems. El antireflectant inclou un antireflection coating i una guia d'ona tallada en angle per evitar que l'estructura es comporti com un làser.
L'amplificador òptic de semiconductor sol ser de mida petita i el bombament s'implementa de forma elèctrica. Podria ser menys car que un EDFA i pot ser integrat amb altres dispositius (làsers, moduladors ...).
No obstant això, en l'actualitat, les prestacions no són tan bones com les que presenten els EDFAs. Els SOAs presenten major factor de soroll, menys guany, són sensibles a la polarització, són molt no lineals quan s'operen a elevades velocitats ...
La seva elevada no-linealitat fan atractius els SOAs per a aplicacions de processat com la commutació tot òptica o la conversió de longitud d'ona. També s'està estudiant el seu ús per implementar portes lògiques.
Amplificadors Raman[modifica]
Aquests dispositius es basen en amplificar el senyal òptic mitjançant el efecte Raman. A diferència dels EDFAs i dels SOAs, els amplificadors Raman es basen en un una interacció no lineal entre el senyal òptica i el senyal de bombament d'alta potència. D'aquesta manera, la fibra convencional ja instal·lada pot ser usada com a mitjà amb guany per a l'amplificació Raman. No obstant això, és millor emprar fibres especialment dissenyades (fibra altament no lineal) en les que s'introdueixen dopants i es redueix el nucli de la fibra per incrementar la seva no linealitat.
El senyal de bombament es pot acoblar a la fibra tant en la mateixa direcció en què es transmet el senyal (bombament codireccional) o en el sentit contrari (bombament contradireccional). És més habitual el bombament contradireccional per evitar l'amplificació de les components no lineals.
El màxim de guany s'aconsegueix 13 THz (uns 100 nm) per sota de la longitud d'ona de bombament.
Per obtenir una bona amplificació és necessari usar potències de bombament elevades (de fins a 1 W i fins a 1,2 W per amplificació en banda L en fibra monomode estàndard). Normalment s'empren més de dos díodes de bombament. El nivell de soroll que s'obté és baix especialment quan s'usa juntament amb EDFAs.
Referències[modifica]
- ↑ P. Martín-Ramos, J. Martín-Gil, P. Chamorro-Posada, Amplificadors de fibra òptica dopada amb Erbi i Iterbi (EDFAs i YEDFAs) . Departament de Teoria del Senyal i Enginyeria Telemàtica, i d'Enginyeria Agrícola i Forestal, Universitat de Valladolid, Juny 2010. Disponible en versió digital a la pàgina web: http://www.scribd.com/doc/33388581/Amplificadores-de-fibra-optica-dopada-con-Erbio-e-Iterbio-EDFAs-y-YEDFAs
