Оптические усилители. Волоконные и SOA
![Волоконно-оптические усилители для импульсных сигналов](/upload/resize_cache/iblock/42a/i60pkc5azghupd06jpzq22q3lczzg24r/258_162_1/pulsed_erbium_doped_fiber_amplifier_for_c_band.png)
![Полупроводниковые оптические усилители SOA](/upload/resize_cache/iblock/2a1/258_162_1/2022062415_5407537222188692.png)
Общие сведения
Появление оптических волоконных усилителей, легированных эрбием, было обусловлено одной из наиболее серьёзных проблем ВОЛС – потерями в оптоволокне при трансляции сигнала на дальние расстояния. Ранее эта проблема решалась использованием ретрансляторов, преобразующих оптический сигнал в электрический с восстановлением первоначальной формы и обратным переводом в оптический. С усилителями на оптическом световоде стало возможным отказаться от сложного пути регенерации и значительно повысить эффективность работы ВОЛС.
Принцип работы EDFA
Основной составляющей EDFA является оптическое одномодовое волокно, легированное ионами эрбия. Ионы эрбия приводятся в возбужденное состояние путем двунаправленной, с помощью двух лазерных диодов, или однонаправленной накачки на длине волны 980 нм, иногда на 1450 нм. Путем стимулирования вынужденного излучения возбужденная среда может усиливать световой поток в диапазоне 1.5 мкм, т. е. в области наименьших потерь кварцевого телекоммуникационного оптоволокна.
В типовую конструкцию усилителя входит два оптических изолятора с волоконными выходами. Изолятор на входе не даёт возможность световому потоку уйти в обратном направлении, нарушив работу предшествующих каскадов усиления. Изолятор на выходе защищает усилитель от обратно отраженного извне излучения. Также в состав оптического усилителя EDFA входят:
- Лазерные диоды с системами электронного управления;
- Выравнивающие усиление светового потока фильтры;
- Делители оптического излучения;
- Приемники для контроля мощности светового потока.
Компания Специальные Системы. Фотоника предлагает следующие типы волоконных усилителей от DK Photonics и полупроводниковых усилителей от LD-PD:
- Эрбиевые волоконные усилители EDFA;
- Рамановские волоконные усилители;
- Полупроводниковые оптические усилители;
- Эрбиевые оптические усилители импульсных сигналов;
- Иттербиевые оптические усилители (YDFA);
- Тулиевые оптические усилители (TDFA).
Преимущества эрбиевых оптических усилителей
Широкое применение оптических усилителей EDFA позволило существенно упростить и сделать более надежной эксплуатацию оптоволоконных линий. Применение EDFA позволяет:
- Одновременно усиливать несколько сигналов с разными длинами волн.
- Избавиться от необходимости преобразовывать оптические сигналы в электрические и наоборот, благодаря прямому усилению светового потока.
- Обеспечить практически точное соответствие рабочего диапазона оптических усилителей EDFA области наименьших потерь оптоволокна на основе кварцевого стекла.
- Обеспечить малый уровень шума.
- Осуществлять свободную интеграцию в линии связи.