Dağıtım lazer amplifikatörü

Tanım: Bir fiber optik veri bağlantısındaki fiber amplifikatör, çok uzun bir iletim fiberi üzerinde meydana gelen amplifikasyon işlemidir.

Uzun mesafeli veri iletiminde kullanılan uzun fiber bağlantılar için, alıcıda yeterli sinyal gücünü sağlamak ve bir bit hata oranı sağlarken yeterli bir sinyal-gürültü oranını korumak için bir veya daha fazla fiber amplifikatöre ihtiyaç vardır. Çoğu durumda bu amplifikatörler ayrıktır, birkaç metre nadir toprak katkılı fiber ile uygulanır, fiber-bağlantılı diyot lazeri tarafından pompalanır, bazen vericinin bir parçası olarak veya alıcının hemen önünde veya iletimin ortasında bulunur. bir yerlerde kullanılan lif. İletim fiberinin kendisinde dağıtılmış bir amplifikatör de kullanılabilir. Pompa ışığı genellikle alıcı veya verici portuna enjekte edilir veya her iki porta aynı anda enjekte edilir. Bu dağıtılmış amplifikatör benzer genel kazanç elde edebilir, ancak birim uzunluk başına kazanç çok daha düşüktür. Bu, gücü birkaç desibel artırmak yerine, iletim kayıpları durumunda makul bir sinyal gücü seviyesini koruyabileceği anlamına gelir.

Lehte ve aleyhte olanlar:

Dağıtılmış amplifikatör kullanmanın bir avantajı, bağlantıda daha düşük amplifikatör gürültüsü oluşmasıdır. Bunun temel nedeni, ayrı amplifikatörlerde olduğu gibi sinyal gücünün çok düşük bir derecede değil, her zaman korunmasıdır. Böylece amplifikatör gürültüsü eklenmeden tepe sinyal gücü azaltılabilir. Bu aslında potansiyel olarak zararlı fiberin doğrusal olmayan etkilerini azaltır.

Dağıtılmış amplifikatörlerin çok büyük bir dezavantajı, daha yüksek pompa gücüne ihtiyaç duymasıdır. Bu, aşağıda tartışılan Raman amplifikatörleri ve nadir toprak katkılı amplifikatörler için geçerlidir.

Farklı amplifikatör türlerinin avantajları iletim sistemine ve özelliklerine bağlıdır. Örneğin, yalnızca solitonlara dayalı sistemler için dikkate alınması gereken önemli faktörler dalga boyu aralığı ve sinyal bant genişliğidir.

Dağıtılmış lazer amplifikatör

Dağıtım yükselteçleri iki farklı biçimde uygulanabilir. İlk yöntem, erbiyum iyonları gibi bazı nadir toprak katkılı iyonları içeren bir iletim fiberi kullanmaktır, ancak katkı konsantrasyonunun sıradan amplifikatör fiberlerinden çok daha düşük olması gerekir. Silika lifi iletişim için yaygın olarak kullanılmasına rağmen, nadir toprak iyonlarındaki çözünürlüğü çok düşüktür ve düşük katkılama söndürme etkilerini önleyebilir. Bununla birlikte, iletim optik fiberinin başka sınırlamaları da olduğundan, optik fiberin büyük kazanç bant genişliğine sahip olacak şekilde optimize edilmesi zordur. Özellikle herhangi bir katkılama, kısa ayrık amplifikatörlerde ciddi bir sorun olmayan iletim kayıplarını artıracaktır.

Dağıtılmış amplifikatörün pompa ışığının da uzun mesafeye iletilmesi gerektiğinden iletim kaybı yaşanacaktır. Pompa dalga boyu sinyal dalga boyundan çok daha küçükse, kayıp sinyal ışığından bile daha büyük olur. Bu nedenle, uzun dağıtımlı erbiyum katkılı amplifikatörlerin yaygın olarak kullanılan 980 nm ışık yerine 1,45 mikron pompa ışığı kullanması gerekir. Bu da amplifikatör kazancının spektral şekline daha fazla kısıtlama getirecektir. Uzun pompa dalga boylarında bile, ayrı fiber amplifikatörlerle karşılaştırıldığında pompa kayıpları nedeniyle pompa güç gereksinimi daha yüksektir.

Dağıtılmış Raman Amplifikatörü

Başka bir dağıtılmış amplifikatör türü, nadir toprak katkısı gerektirmeyen Raman amplifikatörüdür. Bunun yerine amplifikasyon sürecini gerçekleştirmek için uyarılmış Raman saçılımını kullanır. Benzer şekilde, iletim fiberlerinin Raman amplifikasyon prosesleri için optimize edilmesi zordur çünkü iletim kayıplarının düşük olması gerekir ve pompa ışığı da iletim kayıplarına maruz kalır. Bu nedenle çok yüksek pompa gücüne ihtiyaç duyulur.

Bir pompa kaynağının kazanç spektrumu, fiber çekirdeğinin kimyasal bileşimine bağlıdır. Farklı pompa dalga boylarını birleştirerek ayarlanmış daha geniş bir kazanç spektrumu elde edilebilir.