Běžný typoptický zesilovačpoužívá se v optické komunikaci
Když jsou optické signály přenášeny optickými vlákny, s rostoucí vzdáleností optické signály postupně slábnou a dokonce způsobují narušení komunikace… Až do objevení se optických zesilovačů fungovaly jako „benzínová pumpa“, která doplňovala energii optických signálů, aby mohly plynule přenášet data do cíle. V tomto čísle vám představíme běžný optický zesilovač v optické komunikaci –vláknový zesilovač dopovaný erbiem(EDFA optický zesilovač).
Vláknový zesilovač dopovaný erbiem, jak název napovídá: Erbium (Er), prvek vzácných zemin, je zabudován do křemenného vlákna. Když vstupní optický signál prochází vláknem dopovaným erbiem, trojmocné ionty erbia (Er³⁺) absorbují energii budicího světla a přecházejí na vyšší energetickou hladinu. Počet částic v excitovaném stavu podléhá inverzi. Pod vlivem indukce vstupního signálního světla podléhají excitované ionty vzácných zemin stimulované emisi a uvolňují fotony stejné frekvence jako signální světlo, čímž se dosahuje optického zesílení.
Součásti, které tvoříOptický zesilovač EDFAObecně zahrnují optické vazební členy (často využívající multiplexory s vlnovým dělením WDM), optické izolátory, vlákna dopovaná erbiem, filtry a zdroje čerpacího signálu. Mezi nimi optický vazební člen důmyslně kombinuje vstupní světlo a světlo čerpacího signálu, aby zajistil přesné vstřikování signálu do vlákna dopovaného erbiem; úlohou optického izolátoru je potlačit nepotřebné odrazy světla v optické dráze, aby se zabránilo vzniku zbytečných rušivých signálů a zajistil se tak jednosměrný přenos signálu; optický filtr odstraňuje nežádoucí šum, aby se zlepšil poměr signálu k šumu a zajistila se jasnost přenosu informací.
V současné době vědci vyvíjejí dvoupásmové vláknové zesilovače (DBFA) a ultraširokopásmové zesilovače (UWOA) s cílem rozšířit šířku pásma zesílení na celé frekvenční pásmo multiplexování s vlnovým dělením (WDM). Nedávno společný výzkumný tým evropských výzkumných ústavů vyvinul parametrický zesilovač s postupnou vlnou založený na fotonických čipech. Díky kompaktní struktuře dosahuje ultraširokopásmového zesílení signálu s šířkou pásma 140 nm (třikrát více než u tradičního EDFA) a objem byl snížen na centimetrovou úroveň, což poskytuje ultravysokorychlostní podporu pro datová centra a výpočetní techniku s využitím umělé inteligence. Tyto „superzesilovače“ budou podporovat přenos více než stovky vlnových délek na vlákno a položí základy pro holografickou komunikaci, inteligentní továrny a další aplikace v éře 6G.
Čas zveřejnění: 3. února 2026