סוג נפוץ של מגבר אופטי המשמש בתקשורת אופטית

סוג נפוץ שלמגבר אופטימשמש בתקשורת אופטית

כאשר אותות אופטיים מועברים בסיבים אופטיים, ככל שהמרחק גדל, האותות האופטיים ייחלשו בהדרגה ואף יגרמו לשיבושים בתקשורת... עד להופעת מגברים אופטיים, הם היו כמו "תחנת דלק", הממלאים מחדש את האנרגיה של האותות האופטיים כדי שיוכלו לשאת נתונים בצורה חלקה ליעד. גיליון זה יציג בפניכם מגבר אופטי נפוץ בתקשורת אופטית - ה-מגבר סיבים מסומם בארביום(מגבר אופטי EDFA).

מגבר סיבים מסומם בארביום, כפי שמרמז שמו: ארביום (Er), יסוד אדמה נדיר, משולב בסיב הקוורץ. כאשר אות אופטי קלט עובר דרך הסיב המסומם בארביום, יוני ארביום התלת-ערכיים (Er³⁺) יספגו את אנרגיית אור המשאבה ויעברו לרמת אנרגיה גבוהה יותר. מספר החלקיקים במצב מעורר עובר היפוך. תחת אינדוקציה של אור אות הקלט, יוני אדמה נדירים במצב מעורר עוברים פליטה מגורה ומשחררים פוטונים באותה תדר כמו אור האות, ובכך משיגים הגברה אופטית.
הרכיבים המרכיבים אמגבר אופטי EDFAבדרך כלל כוללים מצמדים אופטיים (לעתים קרובות באמצעות מרבבי חלוקת אורך גל WDM), מבודדים אופטיים, סיבים מסוממים בארביום, מסננים ומקורות משאבה. ביניהם, המצמד האופטי משלב בצורה גאונית את אור הקלט ואת אור המשאבה כדי להבטיח שהאות מוזרק במדויק לסיב המסומם בארביום; תפקידו של המבודד האופטי הוא לדכא את השתקפות האור חסרת התועלת בנתיב האופטי כדי למנוע היווצרות אותות הפרעה מיותרים, תוך הבטחת העברה חד-כיוונית של האות; המסנן האופטי מסיר רעש לא רצוי כדי לשפר את יחס אות לרעש ולהבטיח את בהירות העברת המידע.
כיום, חוקרים מפתחים מגברי סיבים דו-פסיים (DBFA) ומגברים אולטרה-רחבי-פס (UWOA), במטרה להרחיב את רוחב הפס של ההגבר לכל פס התדרים של ריבוב חלוקת אורך הגל (WDM). לאחרונה, צוות מחקר משותף ממכוני מחקר אירופאיים פיתח מגבר פרמטרי גל נודד המבוסס על שבבים פוטוניים. באמצעות מבנה קומפקטי, הוא משיג הגברת אות אולטרה-רחבת-פס, עם רוחב פס של 140 ננומטר (פי שלושה מזה של EDFA מסורתי), והנפח צומצם לרמת סנטימטר, ומספק תמיכה במהירות גבוהה במיוחד למרכזי נתונים ומחשוב בינה מלאכותית. "מגברי-על" אלה יתמכו בהעברה של למעלה ממאה אורכי גל לכל סיב, ויניחו את היסודות לתקשורת הולוגרפית, מפעלים חכמים ויישומים אחרים בעידן ה-6G.