Ένας κοινός τύποςοπτικός ενισχυτήςχρησιμοποιείται στην οπτική επικοινωνία
Όταν τα οπτικά σήματα μεταδίδονται σε οπτικές ίνες, καθώς η απόσταση αυξάνεται, τα οπτικά σήματα σταδιακά εξασθενούν και προκαλούν ακόμη και διακοπές στην επικοινωνία... Μέχρι την εμφάνιση των οπτικών ενισχυτών, λειτουργούν σαν «βενζινάδικο», αναπληρώνοντας την ενέργεια των οπτικών σημάτων, ώστε να μπορούν να μεταφέρουν ομαλά δεδομένα στον προορισμό. Αυτό το τεύχος θα σας παρουσιάσει έναν κοινό οπτικό ενισχυτή στην οπτική επικοινωνία - τονενισχυτής οπτικών ινών με πρόσμιξη ερβίου(Οπτικός ενισχυτής EDFA).
Ένας ενισχυτής οπτικών ινών με προσμίξεις ερβίου, όπως υποδηλώνει και το όνομα: Το έρβιο (Er), ένα στοιχείο σπάνιων γαιών, ενσωματώνεται στην ίνα χαλαζία. Όταν ένα οπτικό σήμα εισόδου διέρχεται από την ίνα με προσμίξεις ερβίου, τα τρισθενή ιόντα ερβίου (Er³⁺) θα απορροφήσουν την ενέργεια του φωτός άντλησης και θα μεταβούν σε υψηλότερο ενεργειακό επίπεδο. Ο αριθμός των σωματιδίων στην διεγερμένη κατάσταση υφίσταται αναστροφή. Υπό την επαγωγή του φωτός σήματος εισόδου, τα ιόντα σπάνιων γαιών σε διεγερμένη κατάσταση υφίστανται διεγερμένη εκπομπή και απελευθερώνουν φωτόνια της ίδιας συχνότητας με το φως σήματος, επιτυγχάνοντας έτσι οπτική ενίσχυση.
Τα συστατικά που αποτελούν έναΟπτικός ενισχυτής EDFAγενικά περιλαμβάνουν οπτικούς ζεύκτες (συχνά χρησιμοποιώντας πολυπλέκτες διαίρεσης μήκους κύματος WDM), οπτικούς μονωτές, ίνες με πρόσμιξη ερβίου, φίλτρα και πηγές άντλησης. Μεταξύ αυτών, ο οπτικός ζεύκτης συνδυάζει έξυπνα το φως εισόδου και το φως άντλησης για να διασφαλίσει ότι το σήμα εγχέεται με ακρίβεια στην ίνα με πρόσμιξη ερβίου. Ο ρόλος του οπτικού μονωτή είναι να καταστέλλει την άχρηστη ανάκλαση του φωτός στην οπτική διαδρομή για να αποτρέψει τον σχηματισμό περιττών σημάτων παρεμβολής, διασφαλίζοντας την μονοκατευθυντική μετάδοση του σήματος. Το οπτικό φίλτρο αφαιρεί τον ανεπιθύμητο θόρυβο για να βελτιώσει την αναλογία σήματος προς θόρυβο και να διασφαλίσει τη σαφήνεια της μετάδοσης πληροφοριών.
Αυτή τη στιγμή, οι ερευνητές αναπτύσσουν ενισχυτές οπτικών ινών διπλής ζώνης (DBFA) και ενισχυτές υπερευρείας ζώνης (UWOA), με στόχο την επέκταση του εύρους ζώνης κέρδους σε ολόκληρη τη ζώνη συχνοτήτων πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM). Πρόσφατα, μια κοινή ερευνητική ομάδα από ευρωπαϊκά ερευνητικά ιδρύματα ανέπτυξε έναν παραμετρικό ενισχυτή ταξιδεύοντος κύματος που βασίζεται σε φωτονικά τσιπ. Μέσω μιας συμπαγούς δομής, επιτυγχάνει ενίσχυση σήματος υπερευρείας ζώνης, με εύρος ζώνης 140 nm (τριπλάσιο από αυτό του παραδοσιακού EDFA), και η ένταση έχει μειωθεί σε επίπεδο εκατοστού, παρέχοντας υποστήριξη εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας για κέντρα δεδομένων και υπολογιστική Τεχνητή Νοημοσύνη. Αυτοί οι «υπερενισχυτές» θα υποστηρίξουν μετάδοση άνω των εκατό μηκών κύματος ανά οπτική ίνα, θέτοντας τα θεμέλια για ολογραφική επικοινωνία και έξυπνα εργοστάσια και άλλες εφαρμογές στην εποχή του 6G.
Ώρα δημοσίευσης: 03 Φεβρουαρίου 2026