En vanlig typeoptisk forsterkerbrukt i optisk kommunikasjon
Når optiske signaler overføres i optiske fibre, vil de optiske signalene gradvis svekkes etter hvert som avstanden øker, og til og med forårsake kommunikasjonsforstyrrelser ... Inntil optiske forsterkere dukket opp, var de som en "bensinstasjon", som etterfyller energien til de optiske signalene slik at de kan frakte data jevnt til destinasjonen. Denne utgaven vil introdusere deg for en vanlig optisk forsterker i optisk kommunikasjon –erbiumdopet fiberforsterker(EDFA optisk forsterker).
En erbiumdopet fiberforsterker, som navnet antyder: Erbium (Er), et sjeldent jordartsmetall, er innlemmet i kvartsfiberen. Når et optisk inngangssignal passerer gjennom den erbiumdopede fiberen, vil de treverdige erbiumionene (Er³⁺) absorbere energien fra pumpelyset og gå over til et høyere energinivå. Antallet partikler i eksitert tilstand gjennomgår inversjon. Under induksjon av inngangssignallyset gjennomgår de eksiterte sjeldne jordartsmetallionene stimulert emisjon og frigjør fotoner med samme frekvens som signallyset, og dermed oppnå optisk forsterkning.
Komponentene som utgjør enEDFA optisk forsterkerinkluderer vanligvis optiske koblere (ofte ved bruk av bølgelengdemultipleksere WDM), optiske isolatorer, erbiumdopede fibre, filtre og pumpekilder. Blant disse kombinerer den optiske kobleren på en genial måte inngangslyset og pumpelyset for å sikre at signalet injiseres nøyaktig inn i den erbiumdopede fiberen. Den optiske isolatorens rolle er å undertrykke unødvendig lysrefleksjon i den optiske banen for å forhindre at unødvendige interferenssignaler dannes, noe som sikrer ensrettet overføring av signalet. Det optiske filteret fjerner uønsket støy for å forbedre signal-til-støy-forholdet og sikre klarhet i informasjonsoverføringen.
For tiden utvikler forskere dobbeltbåndsfiberforsterkere (DBFA) og ultrabredbåndsforsterkere (UWOA), med sikte på å utvide forsterkningsbåndbredden til hele bølgelengdemultiplekseringsfrekvensbåndet (WDM). Nylig har et felles forskerteam fra europeiske forskningsinstitutter utviklet en parametrisk vandrebølgeforsterker basert på fotoniske brikker. Gjennom en kompakt struktur oppnår den ultrabredbåndssignalforsterkning, med en båndbredde på 140 nm (tre ganger så mye som tradisjonell EDFA), og volumet er redusert til centimeternivå, noe som gir ultrahøyhastighetsstøtte for datasentre og AI-databehandling. Disse «superforsterkerne» vil støtte overføring av over hundre bølgelengder per fiber, og legge grunnlaget for holografisk kommunikasjon og intelligente fabrikker og andre applikasjoner i 6G-æraen.
Publisert: 03.02.2026