Дистрибуцијски ласерски појачивач

Дефиниција: Појачало са оптичким влакнима у вези за пренос података са оптичким влакнима, процес појачања који се одвија на веома дугом преносном влакну.

За везе са дугим влакнима које се користе у преносу података на велике удаљености, потребно је једно или више оптичких појачавача да би се обезбедила довољна снага сигнала на пријемнику и да би се одржао довољан однос сигнал-шум уз обезбеђивање стопе грешке у битовима. У многим случајевима ови појачивачи су дискретни, имплементирани са неколико метара допираних влакана ретких земаља, пумпаних помоћу диодног ласера ​​са спојеним влакнима, понекад као део предајника или непосредно испред пријемника, или у средини преноса негде коришћена влакна. Може се користити и дистрибуирано појачало у самом преносном влакну. Светло пумпе се обично убризгава на порт пријемника или предајника, или се оба порта убризгавају у исто време. Ово дистрибуирано појачало може постићи сличан укупни добитак, али је појачање по јединици дужине много мање. То значи да ово може одржати разуман ниво снаге сигнала у присуству губитака у преносу, уместо да повећава снагу за неколико децибела.

За и против:

Једна од предности коришћења дистрибуираних појачала је ниже накупљање шума појачала на линку. Ово је углавном зато што се снага сигнала одржава све време, а не на веома ниском степену, као што је случај са дискретним појачавачима. Вршна снага сигнала се тада може смањити без додавања шума појачала. Ово заправо смањује потенцијално штетне нелинеарне ефекте влакана.

Веома велики недостатак дистрибуираних појачала је потреба за већом снагом пумпе. Ово се односи на Раманова појачала и појачала са допуном ретких земаља, о којима се говори у наставку.

Предности различитих типова појачала зависе од система преноса и његових карактеристика. На пример, за системе засноване искључиво на солитонима, важни фактори које треба узети у обзир су опсег таласних дужина и ширина сигнала.

Дистрибуирано ласерско појачало

Појачивачи дистрибуције могу се имплементирати у два различита облика. Први метод је да се користи трансмисионо влакно које садржи неке допиране јоне ретких земаља, као што су јони ербијума, али концентрација допинга мора бити много нижа од оне код обичних влакана за појачало. Иако се силицијумско влакно обично користи за комуникацију, његова растворљивост у јонима ретких земаља је веома ниска, а ниско допинг може избећи ефекте гашења. Међутим, пошто оптичко влакно за пренос такође има нека друга ограничења, тешко је оптимизовати оптичко влакно да би имало велики опсег појачања. Конкретно, сваки допинг ће повећати губитке у преносу, што није озбиљан проблем у кратким дискретним појачавачима.

Пошто светлост пумпе дистрибуираног појачала такође треба да се преноси на велике удаљености, доживеће губитак преноса. Ако је таласна дужина пумпе много мања од таласне дужине сигнала, губитак је чак и већи од сигналне светлости. Због тога, појачала са дугом дистрибуцијом ербијумом морају да користе светло пумпе од 1,45 микрона уместо обично коришћеног светла од 980 нм. Ово ће заузврат поставити више ограничења на спектрални облик појачања појачала. Чак и са дугим таласним дужинама пумпе, захтев за снагом пумпе је већи због губитака пумпе у поређењу са појачивачима са дискретним влакнима.

Дистрибуирано Раман појачало

Други тип дистрибуираног појачала је Раман појачавач, који не захтева допирање ретких земаља. Уместо тога, користи стимулисано Раманово расејање да би постигао процес појачања. Исто тако, влакна за пренос је тешко оптимизовати за процесе Рамановог појачања јер губици у преносу морају бити ниски, а светло пумпе такође доживљава губитке у преносу. Због тога је потребна веома велика снага пумпе.

Спектар појачања извора пумпе зависи од хемијског састава језгра влакна. Подешени шири спектар појачања може се постићи комбиновањем различитих таласних дужина пумпе.