Tecnología de amplificadores de fibra óptica
En la comunicación de fibra óptica, los haces de luz visible o infrarrojos (IR) transportados por una fibra se atenúan a medida que viajan a través del material. Luego llega el amplificador de fibra óptica que se utiliza para compensar el despertar de la información durante la transmisión.
Los amplificadores se insertan en lugares específicos para aumentar las señales ópticas en un sistema donde las señales son débiles. Este impulso permite que las señales se transmitan con éxito a través de la longitud restante del cable. En redes grandes, una larga serie de amplificadores de fibra óptica se colocan en una secuencia a lo largo de todo el enlace de la red.
Los amplificadores de fibra óptica comunes incluyen el amplificador de fibra dopado con erbio (o el amplificador óptico EDFA), el amplificador de fibra Raman y el amplificador óptico de silicio (SOA). El amplificador de fibra dopada con erbio es el tipo principal de amplificador de fibra utilizado para aumentar la señal en el sistema de fibra óptica WDM, ya que sabemos que WDM es el que aumenta la capacidad del sistema de comunicaciones de fibra y es el amplificador de fibra dopado con erbio el que Transmisión WDM posible. Los amplificadores de fibra se desarrollan para admitir la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM), que se denomina amplificador EDFA DWDM, y para expandirse a las otras bandas de longitud de onda compatibles con fibra óptica.
Hay varios mecanismos físicos diferentes que pueden utilizarse para amplificar una señal de luz, que corresponden a los principales tipos de amplificadores ópticos. En los amplificadores de fibra dopada y los láseres a granel, la emisión estimulada en el medio de ganancia del amplificador provoca la amplificación de la luz entrante. En los amplificadores ópticos de semiconductores (SOA), se produce una recombinación de agujero de electrones. En los amplificadores Raman, la dispersión Raman de la luz entrante con fonones en la red del medio de ganancia produce fotones coherentes con los fotones entrantes. Los amplificadores paramétricos utilizan la amplificación paramétrica.
Cuando la luz se transmite a través de la materia, parte de la luz se dispersa en direcciones aleatorias. Una pequeña parte de la luz dispersada tiene frecuencias eliminadas de la frecuencia del haz incidente en cantidades iguales a las frecuencias de vibración del sistema de dispersión de material. Los amplificadores de fibra óptica Raman funcionan dentro de este pequeño rango de dispersión. Si el haz inicial es suficientemente intenso y monocromático, se puede alcanzar un umbral más allá del cual la luz en las frecuencias Raman se amplifica, se acumula fuertemente y, en general, muestra las características de la emisión estimulada. Esto se llama efecto Raman estimulado o coherente.
El amplificador de fibra óptica EFDA funciona agregando erbio, iones de tierras raras, al material del núcleo de la fibra como dopante; Típicamente en niveles de unos pocos cientos de partes por millón. La fibra es muy transparente en la longitud de onda del láser de erbio de dos a nueve micrones. Cuando se bombea mediante un diodo láser, se crea una ganancia óptica y se produce una amplificación.
El amplificador óptico de silicio o semiconductor funciona de manera similar a un láser básico. La estructura es muy parecida, con dos placas de material semiconductor especialmente diseñadas una encima de la otra, con otro material entre ellas que forma la "capa activa". Se establece una corriente eléctrica que corre a través del dispositivo para excitar los electrones que luego pueden volver al estado fundamental sin excitación y emitir fotones. La señal óptica entrante estimula la emisión de luz en su propia longitud de onda.
El repetidor de fibra óptica también puede volver a amplificar una señal atenuada, pero solo puede funcionar en una longitud de onda específica y no es adecuado para sistemas WDM. Esa es la razón por la que el amplificador de fibra óptica desempeña un papel mucho más importante en los sistemas de comunicación.
