نوع رایجی از تقویت‌کننده نوری که در ارتباطات نوری استفاده می‌شود

یک نوع رایج ازتقویت‌کننده نوریمورد استفاده در ارتباطات نوری

وقتی سیگنال‌های نوری در فیبرهای نوری منتقل می‌شوند، با افزایش فاصله، سیگنال‌های نوری به تدریج ضعیف می‌شوند و حتی باعث اختلال در ارتباطات می‌شوند... تا زمان ظهور تقویت‌کننده‌های نوری، آنها مانند یک "پمپ بنزین" عمل می‌کنند و انرژی سیگنال‌های نوری را دوباره پر می‌کنند تا بتوانند داده‌ها را به راحتی به مقصد منتقل کنند. این شماره یک تقویت‌کننده نوری رایج در ارتباطات نوری را به شما معرفی می‌کند -تقویت‌کننده فیبری آلاییده با اربیوم(تقویت‌کننده نوری EDFA).

یک تقویت‌کننده فیبری آلاییده با اربیم، همانطور که از نامش پیداست: اربیم (Er)، یک عنصر خاکی کمیاب، در فیبر کوارتز گنجانده شده است. هنگامی که یک سیگنال نوری ورودی از فیبر آلاییده با اربیم عبور می‌کند، یون‌های اربیم سه ظرفیتی (Er³⁺) انرژی نور پمپ را جذب کرده و به سطح انرژی بالاتری منتقل می‌شوند. تعداد ذرات در حالت برانگیخته دچار وارونگی می‌شود. تحت القای نور سیگنال ورودی، یون‌های خاکی کمیاب حالت برانگیخته دچار گسیل القایی شده و فوتون‌هایی با فرکانس مشابه نور سیگنال آزاد می‌کنند و در نتیجه تقویت نوری حاصل می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده یکتقویت‌کننده نوری EDFAعموماً شامل کوپلر نوری (اغلب با استفاده از مالتی‌پلکسرهای تقسیم طول موج WDM)، ایزولاتورهای نوری، فیبرهای آلاییده به اربیوم، فیلترها و منابع پمپ می‌شوند. در میان آنها، کوپلر نوری به طور هوشمندانه‌ای نور ورودی و نور پمپ را ترکیب می‌کند تا اطمینان حاصل شود که سیگنال به طور دقیق به فیبر آلاییده به اربیوم تزریق می‌شود. نقش ایزولاتور نوری سرکوب بازتاب نور بی‌فایده در مسیر نوری است تا از تشکیل سیگنال‌های تداخل غیرضروری جلوگیری شود و انتقال یک‌طرفه سیگنال تضمین شود. فیلتر نوری نویز ناخواسته را حذف می‌کند تا نسبت سیگنال به نویز را بهبود بخشد و وضوح انتقال اطلاعات را تضمین کند.
در حال حاضر، محققان در حال توسعه تقویت‌کننده‌های فیبر دو بانده (DBFA) و تقویت‌کننده‌های فوق پهن‌باند (UWOA) هستند که هدف آنها گسترش پهنای باند بهره به کل باند فرکانسی مالتی‌پلکسینگ تقسیم طول موج (WDM) است. اخیراً، یک تیم تحقیقاتی مشترک از مؤسسات تحقیقاتی اروپایی یک تقویت‌کننده پارامتری موج رونده مبتنی بر تراشه‌های فوتونی توسعه داده‌اند. این تقویت‌کننده از طریق یک ساختار فشرده، تقویت سیگنال فوق پهن‌باند را با پهنای باند ۱۴۰ نانومتر (سه برابر EDFA سنتی) انجام می‌دهد و حجم آن به سطح سانتی‌متر کاهش یافته است و پشتیبانی فوق‌العاده پرسرعتی را برای مراکز داده و محاسبات هوش مصنوعی فراهم می‌کند. این «تقویت‌کننده‌های فوق‌سریع» از انتقال بیش از صد طول موج در هر فیبر پشتیبانی می‌کنند و پایه و اساس ارتباطات هولوگرافیک و کارخانه‌های هوشمند و سایر کاربردها را در دوران 6G بنا می‌کنند.