En almindelig type afoptisk forstærkerbrugt i optisk kommunikation
Når optiske signaler transmitteres i optiske fibre, vil de optiske signaler gradvist svækkes, efterhånden som afstanden øges, og endda forårsage kommunikationsforstyrrelser ... Indtil optiske forstærkere dukkede op, var de som en "tankstation", der genopfylder energien i de optiske signaler, så de problemfrit kan transportere data til destinationen. Dette nummer vil introducere dig til en almindelig optisk forstærker i optisk kommunikation - denerbium-doteret fiberforstærker(EDFA optisk forstærker).
En erbium-doteret fiberforstærker, som navnet antyder: Erbium (Er), et sjældent jordartselement, er indarbejdet i kvartsfiberen. Når et optisk indgangssignal passerer gennem den erbium-dopede fiber, vil de trivalente erbiumioner (Er³⁺) absorbere energien fra pumpelyset og overgå til et højere energiniveau. Antallet af partikler i den exciterede tilstand undergår inversion. Under induktion af indgangssignallyset undergår de exciterede sjældne jordartsioner stimuleret emission og frigiver fotoner med samme frekvens som signallyset, hvorved der opnås optisk forstærkning.
De komponenter, der udgør enEDFA optisk forstærkeromfatter generelt optiske koblere (ofte ved hjælp af bølgelængdedelingsmultipleksere WDM), optiske isolatorer, erbiumdopede fibre, filtre og pumpekilder. Blandt disse kombinerer den optiske kobler på genialt vis inputlyset og pumpelyset for at sikre, at signalet injiceres nøjagtigt i den erbiumdopede fiber; den optiske isolators rolle er at undertrykke den unødvendige lysrefleksion i den optiske bane for at forhindre dannelse af unødvendige interferenssignaler og dermed sikre ensrettet transmission af signalet; det optiske filter fjerner uønsket støj for at forbedre signal-støj-forholdet og sikre klarheden i informationstransmissionen.
I øjeblikket udvikler forskere dobbeltbåndsfiberforstærkere (DBFA) og ultrabredbåndsforstærkere (UWOA) med det formål at udvide forstærkningsbåndbredden til hele bølgelængdedelingsmultiplekseringsbåndet (WDM). For nylig har et fælles forskerhold fra europæiske forskningsinstitutter udviklet en parametrisk vandrebølgeforstærker baseret på fotoniske chips. Gennem en kompakt struktur opnår den ultrabredbåndssignalforstærkning med en båndbredde på 140 nm (tre gange så meget som traditionel EDFA), og lydstyrken er reduceret til centimeterniveau, hvilket giver ultrahurtig understøttelse af datacentre og AI-computing. Disse "superforstærkere" vil understøtte transmission af over hundrede bølgelængder pr. fiber og lægge grundlaget for holografisk kommunikation og intelligente fabrikker og andre applikationer i 6G-æraen.
Opslagstidspunkt: 3. februar 2026