Vad är en optisk förstärkare?
optiska förstärkare är A A -teknik som används för att förstärka ljussignaler, även kallade optiska signaler. En optisk förstärkare förstärker en optisk signal direkt utan att konvertera den till någon annan mellanliggande form. Detta skiljer det från en annan typ av enhet, kallad en regenerator eller repeater, som ökar en inkommande optisk signal genom att konvertera den till el och sedan generera en ny optisk signal. Optisk förstärkarteknologi ökar optiska signaler i enheter som lasrar och fiberoptiska kablar och är viktigt för applikationer såsom telekommunikation.
Den vanligaste amplifieringsmetoden, som utnyttjar samma fenomen som används i optiskt pumpade lasrar, stimuleras emission. Varje optisk förstärkare som använder denna metod innehåller ett fysiskt medium som kan förstärka inkommande ljus, kallat ett förstärkningsmedium. När förstärkningsmediet får inkommande optisk energi, en process som kallas pumpar förstärkningsmediet, absorberas de inkommande ljusfotonerna tillfälligtoch väcka några av mediets elektroner till högre energinivåer. Dessa elektroner släpper sedan snabbt tillbaka till sin ursprungliga nivå. När de gör det släpps energin de förlorar i form av fotoner och förstärker den ursprungliga signalen. Om mycket hög förstärkning behövs kan flera förstärkare kedjas ihop så att den optiska signalen kan passera genom var och en av dem i följd.
Många olika ämnen kan användas som förstärkningsmedia i en optisk förstärkare, beroende på den optiska kraften, våglängden och andra egenskaper som önskas för en viss enhet. Det vanligaste förstärkningsmediet för optiska förstärkare är kiseldioxid dopad med små mängder sällsynta jordartselement såsom erbium och ytterbium. Andra förstärkningsmedier, såsom halvledare eller yttrium aluminium granatkristaller, kan också användas.
En typ av förstärkare som kallas en Ramanförstärkare ökar optiska signaler genom att utnyttja en pHEnomenon kallade Raman spridning. När inkommande ljus kommer i kontakt med materien, sprids fotoner som inte absorberas i olika riktningar. Den stora majoriteten av dem behåller samma våglängd och frekvens som tidigare. En mycket liten procentandel av dem, som har bytt energi med materiepartiklarna på grund av vibrationsenergin hos dessa partiklar, inte.
Att utnyttja detta för optisk amplifiering involverar två ljuskällor, en högfrekvent pumplaser och en lägre frekvens, högre våglängd ljuskälla från en optisk fiber som faktiskt bär signalen. Förstärkningsmediet i en Ramanförstärkare pumpas med högfrekventa ljus från en pumplaser, spännande partiklarna i mediet och ökar deras vibrationsenergi för att stimulera Raman-spridning. När fotonerna i den optiska signalen med högre våglängd passerar genom mediet får signalen energi på bekostnad av pumpstrålen och förstärks. Denna metod används främst i telekommunikatJonsteknologi för att öka långvägssignalerna som skickas via fiberoptiska kablar.