광섬유 증폭기 기술
광섬유 통신에서 광섬유로 전송되는 가시 광선 또는 적외선 (IR) 광선은 물질을 통과 할 때 감쇠됩니다. 전송 중에 정보의 깨어남을 보상하기 위해 사용되는 광섬유 증폭기가 있습니다.
증폭기는 신호가 약한 시스템에서 광 신호를 증폭하기 위해 특정 위치에 삽입됩니다. 이 부스트는 신호가 나머지 케이블 길이를 통해 성공적으로 전송되도록합니다. 대형 네트워크에서는 일련의 광섬유 증폭기가 전체 네트워크 링크를 따라 순서대로 배치됩니다.
일반적인 광섬유 증폭기는 Erbium-Doped Fiber Amplifier (또는 EDFA 광 증폭기), Raman 광섬유 증폭기 및 실리콘 광 증폭기 (SOA)를 포함합니다. Erbium 도핑 된 광섬유 증폭기는 WDM 광섬유 시스템에서 신호를 증폭하는 데 사용되는 광 증폭기의 주요 유형입니다. 우리는 광통신 시스템의 용량을 증가시키는 WDM이며, WDM 전송이 가능합니다. 광섬유 증폭기는 DWDM EDFA 증폭기라고 불리는 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)을 지원하고 광섬유가 지원하는 다른 파장 대역으로 확장하기 위해 개발되었습니다.
주요 유형의 광 증폭기에 해당하는 광 신호를 증폭하는 데 사용할 수있는 여러 가지 물리적 메커니즘이 있습니다. 도핑 된 광섬유 증폭기 및 벌크 레이저에서 증폭기 이득 매체의 유도 방출은 들어오는 빛의 증폭을 유발합니다. 반도체 광 증폭기 (SOA)에서, 전자 - 정공 재결합이 일어난다. 라만 증폭기에서, 이득 매질의 격자에서 포논으로 들어오는 빛의 라만 산란은 들어오는 광자와 일관된 광자를 생성합니다. 파라 메트릭 앰프는 파라 메트릭 증폭을 사용합니다.
빛이 물질을 통과 할 때, 빛의 일부는 임의의 방향으로 산란됩니다. 산란광의 작은 부분은 물질 산란 시스템의 진동 주파수와 동일한 양만큼 입사 광선의 주파수에서 제거 된 주파수를 갖는다. 라만 광섬유 증폭기는이 작은 산란 범위 내에서 기능합니다. 초기 빔이 충분히 강하고 단색 인 경우, 라만 주파수에서의 광이 증폭되고, 강하게 형성되며, 일반적으로 유도 방출의 특성을 나타내는 임계 값에 도달 할 수있다. 이를 자극 또는 일관된 라만 효과라고합니다.
EFDA 광섬유 증폭기는 도펀트로서 섬유 코어 물질에 에르븀, 희토류 이온을 첨가함으로써 기능한다. 일반적으로 수백 ppm의 수준이다. 이 섬유는 2 ~ 9 미크론의 에르븀 레이저 파장에서 매우 투명합니다. 레이저 다이오드에 의해 펌핑 될 때 광학 이득이 생성되고 증폭이 발생합니다.
실리콘 또는 반도체 광 증폭기는 기본 레이저와 비슷한 방식으로 작동합니다. 이 구조는 반도체 재료로 특별히 설계된 두 개의 슬랩이 서로 겹쳐져 있고 그 사이에 또 다른 재료가 "활성층"을 형성하고 있습니다. 소자를 통해 전류가 흐르도록 설정되어 전자를 여기시켜 비 여기 상태로 되돌아 가서 광자를 방출 할 수 있습니다. 들어오는 광 신호는 자체 파장에서 빛의 방출을 자극합니다.
광섬유 중계기는 또한 감쇠 신호를 재 증폭 할 수 있지만 특정 파장에서만 기능 할 수 있으며 WDM 시스템에는 적합하지 않습니다. 이것이 광섬유 증폭기가 통신 시스템에서 훨씬 더 중요한 역할을하는 이유입니다.
