Apa itu penguat optik?

Amplifier optik adalah teknologi yang digunakan untuk memperkuat sinyal cahaya, juga disebut sinyal optik.Penguat optik memperkuat sinyal optik secara langsung, tanpa mengubahnya menjadi beberapa bentuk perantara lainnya.Ini membedakannya dari jenis perangkat lain, yang disebut regenerator atau repeater, yang meningkatkan sinyal optik yang masuk dengan mengubahnya menjadi listrik dan kemudian menghasilkan sinyal optik baru.Teknologi penguat optik meningkatkan sinyal optik di perangkat seperti laser dan kabel serat optik dan penting untuk aplikasi seperti telekomunikasi.

Metode amplifikasi yang paling umum, yang mengeksploitasi fenomena yang sama yang digunakan dalam laser yang dipompa secara optik, adalah emisi yang distimulasi.Setiap penguat optik menggunakan metode ini berisi media fisik yang dapat memperkuat cahaya yang masuk, yang disebut media penguatan.Ketika media penguatan menerima energi optik yang masuk, suatu proses yang disebut memompa media penguatan, foton cahaya yang masuk diserap sementara dan menggairahkan beberapa medium elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi.Elektron ini kemudian dengan cepat turun kembali ke level aslinya.Ketika mereka melakukannya, energi yang mereka hilangkan dilepaskan dalam bentuk foton, memperkuat sinyal asli.Jika diperlukan amplifikasi yang sangat tinggi, beberapa amplifier dapat dirantai bersama sehingga sinyal optik dapat melewati masing -masing secara berurutan.

Banyak zat yang berbeda dapat digunakan sebagai media gain dalam penguat optik, tergantung pada daya optik, panjang gelombang, dan karakteristik lain yang diinginkan untuk perangkat tertentu.Media penguatan yang paling umum untuk amplifier optik adalah silikon dioksida yang didoping dengan sejumlah kecil elemen tanah jarang seperti Erbium dan Ytterbium.Media gain lainnya, seperti semikonduktor atau kristal garnet aluminium yttrium, juga dapat digunakan.

Jenis penguat yang disebut Raman Amplifier meningkatkan sinyal optik dengan mengeksploitasi fenomena yang disebut hamburan Raman.Ketika cahaya yang masuk bersentuhan dengan materi, foton yang tidak diserap tersebar di arah yang berbeda.Sebagian besar dari mereka mempertahankan panjang gelombang dan frekuensi yang sama seperti sebelumnya.Persentase yang sangat kecil dari mereka, yang telah bertukar energi dengan partikel-partikel materi karena energi getaran partikel-partikel tersebut, tidak.

mengeksploitasi ini untuk amplifikasi optik melibatkan dua sumber cahaya, laser pompa frekuensi tinggi dan yang lebih rendah-Frekuensi, sumber cahaya panjang gelombang lebih tinggi dari serat optik yang benar-benar membawa sinyal.Media penguatan dalam penguat Raman dipompa dengan cahaya frekuensi tinggi dari laser pompa, menarik partikel medium dan meningkatkan energi getaran mereka untuk merangsang hamburan Raman.Ketika foton panjang gelombang lebih tinggi dari sinyal optik melewati medium, sinyal memperoleh energi dengan mengorbankan balok pompa dan diperkuat.Metode ini digunakan terutama dalam teknologi telekomunikasi untuk meningkatkan sinyal jarak jauh yang dikirim melalui kabel serat optik.