Penguat sinyal serat kecil C-band Erbium

Prinsip kerja

Serat Doped Erbium adalah komponen inti dari amplifier PA, yang memperkuat sinyal optik dengan mendoping elemen tanah jarang Erbium (ER) ke dalam inti serat. Ion Erbium memiliki struktur tingkat energi khusus, dan ketika bersemangat dengan cahaya pompa, mereka bertransisi dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi. Ketika cahaya sinyal melewati serat yang didoping erbium, ion erbium berenergi tinggi distimulasi untuk memancarkan foton dengan fase, frekuensi, dan keadaan polarisasi yang sama dengan cahaya sinyal, sehingga meningkatkan intensitas cahaya sinyal dan amplifikasi pencapaian.

Lampu pompa adalah sumber cahaya yang menyediakan energi untuk ion Erbium, biasanya menggunakan laser semikonduktor (seperti laser panjang gelombang 980nm atau 1480nm). Setelah lampu pompa memasuki serat yang didoping erbium, ia berinteraksi dengan ion Erbium, menyebabkan mereka beralih ke tingkat energi yang tinggi. Ion Erbium berenergi tinggi ini menghasilkan foton yang identik dengan cahaya sinyal melalui emisi yang distimulasi, mencapai amplifikasi cahaya sinyal. Mekanisme pemompaan ini memungkinkan penguat PA untuk memancarkan sinyal optik besar tanpa secara langsung mengubah cahaya sinyal menjadi sinyal listrik.

Untuk memastikan kualitas sinyal yang diamplifikasi, amplifier PA mengurangi kebisingan dengan mengoptimalkan struktur serat yang didoping erbium, memilih panjang gelombang cahaya pompa yang tepat dan kekuatan, dan langkah-langkah lainnya. Angka kebisingan dikendalikan pada ≤ 4.5dB untuk memastikan bahwa penguat mempertahankan rasio sinyal-ke-noise yang baik sambil memperkuat sinyal, sehingga meningkatkan kualitas sinyal.

Skenario Aplikasi

Dalam sistem komunikasi serat optik, amplifier sinyal serat kecil yang didoping C-band digunakan untuk mengkompensasi hilangnya sinyal optik dalam tautan serat optik, meningkatkan jarak transmisi dan kapasitas sistem komunikasi. Misalnya, dalam sistem komunikasi kabel serat optik kapal selam, amplifier ini dapat secara efektif mengembalikan kekuatan sinyal optik yang dilemahkan, memastikan kualitas dan keandalan komunikasi.

Dalam jaringan sensor serat optik, penguat ini dapat memperkuat output sinyal optik yang lemah dengan sensor, meningkatkan akurasi pengukuran sensor. Misalnya, dalam sensor suhu serat optik, dapat memperkuat perubahan intensitas sinyal optik yang disebabkan oleh perubahan suhu, memastikan keakuratan pengukuran suhu.

Dalam sistem laser serat, amplifier sinyal serat kecil yang didoping C-band dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan sumber benih laser, sehingga mendapatkan output laser daya yang lebih tinggi, yang dapat digunakan untuk aplikasi seperti pemrosesan material dan perawatan laser medis.