분포 레이저 증폭기

정의: 광섬유 데이터 링크의 광섬유 증폭기, 매우 긴 전송 광섬유에서 발생하는 증폭 프로세스입니다.

장거리 데이터 전송에 사용되는 장섬유 링크의 경우, 수신기에서 충분한 신호 전력을 보장하고 비트 오류율을 보장하면서 충분한 신호 대 잡음비를 유지하기 위해 하나 이상의 광섬유 증폭기가 필요합니다. 대부분의 경우 이러한 증폭기는 개별형으로, 몇 미터의 희토류 도핑 광섬유로 구현되고, 광섬유 결합 다이오드 레이저로 펌핑되며 때로는 송신기의 일부로 사용되거나 수신기 바로 앞 또는 전송 중간에 사용됩니다. 어딘가에 사용되는 섬유. 전송 광섬유 자체의 분산 증폭기를 사용할 수도 있습니다. 펌프 광은 일반적으로 수신기 또는 송신기 포트에 주입되거나 두 포트가 동시에 주입됩니다. 이 분산 증폭기는 비슷한 전체 이득을 얻을 수 있지만 단위 길이당 이득은 훨씬 낮습니다. 이는 전송 손실이 있는 경우 몇 데시벨씩 전력을 증가시키는 대신 합리적인 신호 전력 수준을 유지할 수 있음을 의미합니다.

장점과 단점:

분산형 증폭기를 사용할 때의 한 가지 장점은 링크에 증폭기 잡음이 쌓이는 것이 낮다는 것입니다. 이는 주로 개별 증폭기의 경우처럼 신호 전력이 매우 낮은 수준으로 유지되기보다는 항상 유지되기 때문입니다. 그러면 증폭기 잡음을 추가하지 않고도 피크 신호 ​​전력을 줄일 수 있습니다. 이는 실제로 잠재적으로 해로운 섬유 비선형 효과를 줄여줍니다.

분산 증폭기의 가장 큰 단점은 더 높은 펌프 전력이 필요하다는 것입니다. 이는 아래에서 설명하는 라만 증폭기 및 희토류 도핑 증폭기에 적용됩니다.

다양한 유형의 증폭기의 장점은 전송 시스템과 그 특성에 따라 다릅니다. 예를 들어, 솔리톤만을 기반으로 하는 시스템의 경우 고려해야 할 중요한 요소는 파장 범위와 신호 대역폭입니다.

분산 레이저 증폭기

분배 증폭기는 두 가지 형태로 구현될 수 있습니다. 첫 번째 방법은 에르븀 이온과 같은 희토류 도핑 이온이 포함된 전송 광섬유를 사용하는 것이지만, 도핑 농도는 일반 증폭기 광섬유보다 훨씬 낮아야 합니다. 실리카 섬유는 통신용으로 흔히 사용되지만 희토류 이온에 대한 용해도가 매우 낮고 낮은 도핑으로 담금질 효과를 피할 수 있습니다. 그러나 전송 광섬유에도 몇 가지 다른 제한 사항이 있기 때문에 광섬유를 큰 이득 대역폭을 갖도록 최적화하는 것은 어렵습니다. 특히 도핑을 하면 전송 손실이 증가하는데, 이는 짧은 개별 증폭기에서는 심각한 문제가 되지 않습니다.

분산 증폭기의 펌프 광도 장거리 전송이 필요하므로 전송 손실이 발생합니다. 펌프 파장이 신호 파장보다 훨씬 작으면 손실은 신호광보다 훨씬 커집니다. 따라서 장분포 에르븀 첨가 증폭기는 일반적으로 사용되는 980nm 광 대신 1.45미크론 펌프 광을 사용해야 합니다. 이는 결국 증폭기 이득의 스펙트럼 형태에 더 많은 제한을 가하게 됩니다. 펌프 파장이 긴 경우에도 개별 광섬유 증폭기에 비해 펌프 손실로 인해 펌프 전력 요구 사항이 더 높습니다.

분산 라만 증폭기

또 다른 유형의 분산 증폭기는 희토류 도핑이 필요하지 않은 라만 증폭기입니다. 대신, 증폭 과정을 달성하기 위해 자극된 라만 산란을 사용합니다. 마찬가지로, 전송 손실이 낮아야 하고 펌프 광도 전송 손실을 경험하기 때문에 전송 섬유를 라만 증폭 공정에 맞게 최적화하기가 어렵습니다. 따라서 매우 높은 펌프 출력이 필요합니다.

펌프 소스의 이득 스펙트럼은 섬유 코어의 화학적 구성에 따라 달라집니다. 다양한 펌프 파장을 결합하면 조정된 더 넓은 이득 스펙트럼을 얻을 수 있습니다.