Hvad er en optisk forstærker?

Optiske forstærkere er aa teknologi, der anvendes til at forstærke lyssignaler, også kaldet optiske signaler. En optisk forstærker forstærker et optisk signal direkte, uden at omdanne det til en anden mellemliggende form. Dette adskiller den fra en anden type enhed, der kaldes en regenerator eller repeater, der øger et indgående optisk signal ved at konvertere det til elektricitet og derefter generere en ny optisk signal. Optisk forstærker teknologi øger optiske signaler i enheder som lasere og fiberoptiske kabler og er vigtig for applikationer såsom telekommunikation.

Den mest almindelige amplifikationsmetode, som udnytter det samme fænomen bruges i optisk pumpede lasere, er stimuleret emission. Hver optisk forstærker ved hjælp af denne metode indeholder et fysisk medie, der kan forstærke indkommende lys, kaldet en gevinst medium. Når forstærkningen medium modtager indkommende optisk energi omhandlede en fremgangsmåde som pumpning forstærkningen medium, de indkommende fotoner af lys absorberet midlertidigt og excitere noget af mediets elektroner til højere energiniveauer. Disse elektroner derefter hurtigt falde tilbage til deres oprindelige plan. Når de gør det, er den energi, de mister frigivet i form af fotoner, uddybning det oprindelige signal. Hvis der er behov for meget høj forstærkning, kan flere forstærkere kædes sammen, således at det optiske signal kan passere gennem hver af dem i rækkefølge.

Mange forskellige stoffer kan anvendes som forstærkning medier i en optisk forstærker, afhængigt af den optiske effekt, bølgelængde, og andre egenskaber, der ønskes til en bestemt enhed. Den mest almindelige forstærkning medium for optiske forstærkere er siliciumdioxid doteret med små mængder af sjældne jordarter, såsom erbium og ytterbium. Andre gain medier, såsom halvledere eller yttrium aluminium granat krystaller, kan også anvendes.

En type forstærker kaldes en Raman-forstærker forstærker optiske signaler ved at udnytte et fænomen kaldet Raman-spredning. Når indkommende lys kommer i kontakt med området, er fotoner, der ikke absorberes spredt i forskellige retninger. Det store flertal af dem bevarer samme bølgelængde og frekvens som før. En meget lille procentdel af dem, der har udvekslet energi med partiklerne af stof på grund af den vibrationsenergi af disse partikler, ikke.

Udnyttelse dette for optisk forstærkning omfatter to lyskilder, en højfrekvent pumpe laser og en lavere frekvens, højere bølgelængde lyskilde fra en optisk fiber, som faktisk bærer signalet. Forstærkningen medium i en Raman-forstærker pumpes med højfrekvente lys fra en pumpe laser, spændende partiklerne i mediet og øge deres vibrationsenergi at stimulere Raman-spredning. Da de højere bølgelængde fotoner af det optiske signal passere gennem mediet, er det signal gevinster energi på bekostning af pumpen stråle og forstærkes. Denne fremgangsmåde anvendes primært i telekommunikationsteknologi at øge langdistance-signaler sendes via fiberoptiske kabler.


© 2019 Zajacperrone.com | Contact us: webmaster# zajacperrone.com