8/3/2019 Amplificatoarele_optice

1/4

Amplificatoarele optice ()

- dispozitive ce asigur amplificarea interioar a semnalului optic frconvertarea lui n semnal electric.

In se utilizeaz principiul de radiaie indus analogic ca la dioda laser.Exist 5 tipuri de amplificatoare optice:

Fabry-Perot se utilizeaz pentru amplificarea unui canal sau a unei lungimide und;

n baza fibrei n care se utilizeaz difuzia Brillouin i se utilizeaz pentruamplificarea unui canal spectral;

n baza fibrei n care se utilizeaz difuzia Raman i se utilizeaz pentruamplificarea concomitent a ctorva canale spectrale;

n baza diodelor laser semiconductoare se utilizeaz pentru amplificareaconcomitent a unui numr mare de canale spectrale ntr-o gam larg de lungimide und;

n baza fibrei cu impuriti pentru amplificarea unui numr mare de canalespectrale ntr-o gam larg de lungimi de und.

Fabry-Perot sunt nzestrate cu un rezonator plan cu perei semitranspareni poleii. Ele asigur un coeficient sporit de amplificare pn la 25dB ntr-undiapazon spectral ngust l,5GHz care se restructureaz ntr-o gam de 800GHz.Aceste amplificatoare nu sunt sensibile la polarizaia semnalului i se

caracterizeaz printr-o suprimare esenial a componentelor laterale ce seatenueaz pn la 20dB dup limitele intervalului de 5GHz.

Datorit caracteristicilor sale Fabry-Perot poate fi utilizat n calitate dedemultiplexor deoarece ele pot fi restructurate pentru amplificarea unei anumitelungimi de und, adic numai a unui canal din semnalul de intrare multiplexatspectral. WDM (simpl). DWDM (dens) HDWDM (superdens).

Interval de frecven

WDM 200 GHz 16 canaleDWDM 100 GHz 64 canaleHDWDM 50 GHz 64 canale

In amplificatoarele Brillouin se utilizeaz difuzia stimulat care reprezintun efect neliniar ce se manifest n fibra din siliciu cnd energia undei optice cu

frecvena f1 trece n energia unei unde noi cu decalarea sau deplasarea frecventein f2. Dac pompajul se efectueaz la frecvena f1, difuzia stimulat posedacapacitatea de a. amplifica semnalul de intrare atenuat la frecvenaf2. Semnalul, deieire este concentrat ntr-un diapazon ngust ce permite sa selectm canalul cu

- 1 -

8/3/2019 Amplificatoarele_optice

2/4

eroarea l,5GHz. Difuzia Raman stimulat la fel reprezint un efect neliniar ce

poate fi utilizat; pentru convertarea parial a energiei undei de pompaj de puteremare ntr-o und purttoare a semnalului informaional. Ins n cazul difuzieiRaman decalajul de frecven { f2 f1) este mai mare, iar diapazonul central, deieire e mai larg ceea ce admite amplificarea concomitent a ctorva canalespectrale. Ins datorit zgomotului sporit ntre canalele ce se amplific este undezavantaj la elaborarea i producerea acestor .

n baza diodelor laser (ADLS) au ca element de baz mediul activanalogic mediului ce se utilizeaz n laserele semiconductoare. In ADLS lipsescrezonatoarele poleite. Pentru a reduce reflexia frontal din ambele pri a mediuluiactiv se depun pelicule antireflectoare cu grosimea /4 (fig.4).

ADLS nu se utilizeaz aa pe larg ca cele n baza fibrei cu impuriti,deoarece pentru ele sunt caracteristice 2 dezavantaje:1) Stratul activ prin care se iradiaz lumina posed o form dreptunghiular, adic

de civa microni, iar limea n limitele unui micron, ce este cu mult mai micdect diametrul miezului optic al fibrei monomod, ce alctuiete 9 - 10m. Prinurmare, o mare parte a semnalului de intrare nu nimerete n mediul activ alamplificatorului i astfel se reduce randamentul lui. Pentru a spori randamentulntre prile frontale ale amplificatorului i fibr se amplaseaz nite lentile carecomplic construcia;

2) Ieirea amplificatorului depinde de direcia polarizaiei i poate s sedeosebeasc cu 4 - 8dB pentru 2 polarizaii ortogonale. Acest fenomen poart uncaracter negativ, deoarece n fibra optic monomod standard polarizarea undeice se propag prin fibr nu se controleaz i puterea fluxului de lumin poate svarieze pe parcursul liniei de transmisiuni. Prin urmare coeficientul deamplificare al amplificatorului depinde de un factor ce nu se controleaz.

Amplificatoarele n baza fibrei cu impuriti se utilizeaz foarte pe larg ireprezint un element cheie n elaborarea i montarea reelelor de comunicaii pur

- 2 -

8/3/2019 Amplificatoarele_optice

3/4

optice, deoarece ele permit amplificarea semnalului ntr-un diapazon spectrallarg. In fig.5 este reprezentat schema n baza fibrei cu impuriti.

Semnalul de intrare atenuat trece prin IO, care permite trecerea lui n direciadirect de la stnga la dreapta i nu permite trecerea; n direcie invers. Apoi trece

prin blocul de filtre, care suprim fluxul de lumin cu lungimea de und egal cucea a undei de pompaj i sunt transparente pentru lungimea de und a semnaluluiinformaional. In continuare semnalul se propag prin bucla din FO dopat cuimpuriti a pmnturilor rare. Lungimea buclei alctuiete uniti de metri i estesupus unei radiaii intensive din partea opus de ctre laserul de pompaj. Lumina

lui excit atomii de impuriti, starea lor de excitare posed un timp relativ

ndelungat, de relaxare i n cazul existenei unui semnal de valoare redus are loctrecerea atomilor de impuriti din starea excitat n starea de baz cu radiaialuminii de lungime de und egal cu a semnalului care a contribuit la trecereaatomilor de impuriti din starea excitat n cea de baz. DS orienteaz semnalulamplificat n fibra de ieire, iar izolatorul optic exclude ptrunderea semnalului cese reflect din segmentul de ieire n regiunea activ a amplificatorului. In calitatede mediu activ se utilizeaz FO monomod, miezul optic al creia se dopeaz cuelemente rare n scopul de a crea sistem atomic cu trei nivele, reprezentat n fig.6.

Laserul de pompaj excit electronii atomilor d impuriti n rezultatul cruia

electronii din starea de baz (nivelul A) se transfer n stare excitat (nivelul B) iapoi are loc relaxarea electronilor, transferndu-se de la nivelul la nivelul icnd concentraia lor pe nivelul devine sporit se formeaz populaie inversianivelului A cu nivelul Astfel de sistem posed capacitatea de a amplifica

semnalul optic de intrare ntr-o anumit gam a lungimilor de und.Particularitile de funcionare amplificatorului depind de tipul impuritilor i dediapazonul lungimilor de und n, limitele crora este necesar de a amplificasemnalul. Cel mai pe larg sunt rspndite amplificatoarele n care se utilizeazfibra din siliciu dopat cu erbiu. Astfel de amplificatoare sunt numite EDFA

(Erbium Doped Fiber Amplifier), adic A O n baza fibrei dopate cu erbiu. InEDFA diapazonul lungimilor de und de amplificare alctuiete de la 1530nmpn la 1560nm, ce corespunde tranziiei, hCA cnd lungimea de und a laseruluide pompaj alctuiete 980nm.

- 3 -

8/3/2019 Amplificatoarele_optice

4/4

Amplificarea semnalului optic n fereastra de transparen a lungimii de

und egale cu 1300nm poate fi realizat cu utilizarea impuritilor de praziodim.Coeficientul de amplificare depinde de valoarea amplitudinii de intrare i valoarealungimii de und. Pentru valori reduse a semnalului de intrare amplitudineasemnalului de ieire sporete liniar cu mrirea valorii semnalului de intrare i

coeficientul de amplificare atinge valoarea maxim. De exemplu, dac semnalul de

intrare posed puterea IW (nivelul - 30dBm), atunci semnalul de ieire poate s obin valoarea puterii de 1W (nivelul 0dBm), ce corespundeamplificrii cu 30dB.

In caz cnd semnalul de intrare posed valori sporite, cel de la ieire atinge ovaloare de saturaie ce duce la reducerea coeficientului de amplificare. Deexemplu, dac puterea semnalului de intrare este de 1W , puterea semnalului deieire n regim de saturaie este de aproape 20mW, ce corespunde coeficientului deamplificare egal cu13dB.

Un nou portal informaional!

Dac deii informaie interesant si doreti s te impari cu noi atunciscrie la adresa de e-mail :support@sursa.md

- 4 -

mailto:support@sursa.mdmailto:support@sursa.md