Wat is een optische versterker?

Optische versterkers zijn een technologie die wordt gebruikt om lichtsignalen te versterken, ook wel optische signalen genoemd.Een optische versterker versterkt een optisch signaal rechtstreeks, zonder het in een andere tussenliggende vorm om te zetten.Dit onderscheidt het van een ander type apparaat, een regenerator of repeater genoemd, dat een inkomend optisch signaal verhoogt door het in elektriciteit om te zetten en vervolgens een nieuw optisch signaal te genereren.Optische versterkertechnologie verhoogt optische signalen in apparaten zoals lasers en vezeloptische kabels en is belangrijk voor toepassingen zoals telecommunicatie.

De meest voorkomende amplificatiemethode, die hetzelfde fenomeen gebruikt dat wordt gebruikt in optisch gepompte lasers, wordt gestimuleerd.Elke optische versterker die deze methode gebruikt, bevat een fysiek medium dat inkomend licht kan versterken, een versterkingsmedium genoemd.Wanneer het versterkingsmedium inkomende optische energie ontvangt, een proces dat wordt aangeduid als het pompen van het versterkingsmedium, worden de inkomende fotonen van het licht tijdelijk geabsorbeerd en spannen ze sommige van de medium -elektronen op in hogere energieniveaus.Deze elektronen vallen dan snel terug naar hun oorspronkelijke niveau.Wanneer ze dat doen, wordt de energie die ze verliezen vrijgegeven in de vorm van fotonen, waardoor het oorspronkelijke signaal wordt versterkt.Als een zeer hoge versterking nodig is, kunnen meerdere versterkers aan elkaar worden vastgebonden, zodat het optische signaal elk van hen in volgorde kan passeren.

Veel verschillende stoffen kunnen worden gebruikt als versterkingsmedia in een optische versterker, afhankelijk van het optische vermogen, golflengte, golflengte, golflengte,en andere kenmerken die gewenst zijn voor een bepaald apparaat.Het meest voorkomende versterkingsmedium voor optische versterkers is siliciumdioxide gedoteerd met kleine hoeveelheden zeldzame aardelementen zoals erbium en ytterbium.Andere versterkingsmedia, zoals halfgeleiders of yttrium aluminium granaatkristallen, kunnen ook worden gebruikt.

Een type versterker genaamd een Raman -versterker verhoogt optische signalen door een fenomeen te exploiteren dat Raman Scattering wordt genoemd.Wanneer inkomend licht in contact komt met materie, zijn fotonen die niet worden geabsorbeerd verspreid in verschillende richtingen.De grote meerderheid van hen behoudt dezelfde golflengte en frequentie als voorheen.Een zeer klein percentage van hen, die energie hebben uitgewisseld met de deeltjes van materie als gevolg van de trillingsenergie van die deeltjes, niet.

Dit benutten voor optische versterking omvat twee lichtbronnen, een hoogfrequente pomplaser en een lagerFrequentie, lichtlengte lichtbron uit een optische vezel die het signaal daadwerkelijk draagt.Het versterkingsmedium in een Raman-versterker wordt gepompt met hoogfrequent licht van een pomplaser, deeltjes van het medium opwindend en hun vibratie-energie vergroten om Raman-verstrooiing te stimuleren.Naarmate de fotonen met een hogere golflengte van het optische signaal door het medium passeren, krijgt het signaal energie ten koste van de pompstraal en wordt het versterkt.Deze methode wordt voornamelijk gebruikt in telecommunicatietechnologie om langeafstandssignalen te stimuleren die worden verzonden via vezeloptische kabels.