O que é um amplificador óptico?

Os amplificadores ópticos são uma tecnologia usada para amplificar sinais de luz, também chamados de sinais ópticos. Um amplificador óptico amplifica um sinal óptico diretamente, sem convertê -lo em outra forma intermediária. Isso o distingue de outro tipo de dispositivo, chamado regenerador ou repetidor, que aumenta um sinal óptico de entrada, convertendo -o em eletricidade e gerando um novo sinal óptico. A tecnologia do amplificador óptico aumenta os sinais ópticos em dispositivos como lasers e cabos de fibra óptica e é importante para aplicações como telecomunicações. Todo amplificador óptico usando esse método contém um meio físico que pode amplificar a luz recebida, chamada meio de ganho. Quando o meio de ganho recebe energia óptica recebida, um processo referido como bombear o meio de ganho, os fótons de luz recebidos são absorvidos temporariamentee excitar alguns dos elétrons do meio a níveis mais altos de energia. Esses elétrons então voltam rapidamente ao seu nível original. Quando o fazem, a energia que eles perdem é liberada na forma de fótons, ampliando o sinal original. Se for necessária uma amplificação muito alta, vários amplificadores podem ser acorrentados para que o sinal óptico possa passar por cada um deles em sequência.

Muitas substâncias diferentes podem ser usadas como mídia de ganho em um amplificador óptico, dependendo da potência óptica, comprimento de onda e outras características desejadas para um dispositivo específico. O meio de ganho mais comum para amplificadores ópticos é o dióxido de silício dopado com pequenas quantidades de elementos de terras raras, como Erbium e Ytterbium. Outros meios de ganho, como semicondutores ou cristais de granada de alumínio Yttrium, também podem ser usados.

Um tipo de amplificador chamado Raman amplificador aumenta os sinais ópticos explorando um pHO Enomenon chamou Raman espalhando. Quando a luz entra em contato com a matéria, os fótons que não são absorvidos estão espalhados em direções diferentes. A grande maioria deles mantém o mesmo comprimento de onda e frequência de antes. Uma porcentagem muito pequena deles, que trocou energia com as partículas de matéria devido à energia vibracional dessas partículas, não.

Explorar isso para amplificação óptica envolve duas fontes de luz, um laser de bomba de alta frequência e uma fonte de luz de menor comprimento de onda de baixa frequência de uma fibra óptica que realmente carrega o sinal. O meio de ganho em um amplificador Raman é bombeado com luz de alta frequência de um laser da bomba, excitando as partículas do meio e aumentando sua energia vibracional para estimular a dispersão de Raman. À medida que os fótons de comprimento de onda mais altos do sinal óptico passam pelo meio, o sinal ganha energia às custas do feixe da bomba e é amplificado. Este método é usado principalmente em telecomunicatTecnologia de íons para aumentar os sinais de longa distância enviados através de cabos de fibra óptica.