SERWIS ELEKTRONIKI

Wzmacniacze optyczne
EDF
Sprzêgacz Izolator Sprzêgacz Izolator Sprzêgacz
Wejœcie Wyjœcie
Fotodioda
monitoruj¹ca
Rys.3. Schemat blokowy typowego wzmacniacza optycznego dla d³ugoœci fali 1525÷1560nm.
procesora steruj¹cego procesem wzmocnienia.
Procesor kontroluj¹cy sprawdza sygna³y wejœciowe i wyjœciowe
aby obliczyæ wzmocnienie i ewentualnie je skorygowaæ
operuj¹c warunkami lasera pompowego. Zwykle procesor
udostêpnia dane dotycz¹ce wydajnoœci wzmacniacza do
systemu zarz¹dzania sieci¹, umo¿liwiaj¹c zdalny nadzór z centrali
aktywnych komponentów sieci.
D³ugoœæ œwiat³owodu z domieszk¹ erbu jest ustalona na
15.07m. D³ugoœæ ta, do pewnego stopnia, ma wp³yw na kszta³t
odpowiedzi wzmacniacza. Kszta³t odpowiedzi jest tak¿e zale¿ny
od poziomu sygna³u wejœciowego oraz mocy pompy. Pojedyncza
czêœæ domieszkowanego œwiat³owodu daje wzmocnienie
oko³o 22dB. Dodatkowe wzmocnienie mo¿na osi¹gn¹æ
zwiêkszaj¹c iloœæ czêœci.
Dzia³anie wzmacniacza pod wod¹
Laser
pompuj¹cy
1480nm
Procesor steruj¹cy
Przy pracy pod wod¹ sygna³y do wzmacniacza doprowadzane
s¹ wi¹zk¹ œwiat³owodów. Wi¹zka zawiera centralny stalowy
przewód podtrzymuj¹cy kabel i wewnêtrzn¹ os³onê foliow¹
(czasem aluminiow¹) aby utrzymaæ przewód na dnie.
Napiêcie zasilaj¹ce wzmacniacz doprowadzone jest poprzez
te dwa przewody. Œwiat³owody maj¹ œrednicê zaledwie 125
mikronów, jednak ekrany i izolacja sprawiaj¹, ¿e wygl¹daj¹ na
grubsze. Czêœæ aktywna kabla to zaledwie szeœciokrotnoœæ ludz-
Sygna³
wejœciowy
Œwiat³owód wejœciowy
Chip indowo-fosforkowy
kiego w³osa.
12 SERWIS ELEKTRONIKI 2/2007
Fotodioda
monitoruj¹ca
Liniowy wzmacniacz optyczny
Rys.4. Ilustracja liniowego wzmacniacza optycznego.
EDF – Erbium Doped Fibre loop
( pêtla œwiat³owodu z domieszk¹ erbu)
Na bazie wzmacniacza pó³przewodnikowego powstaje
obecnie zupe³nie nowa technologia. Tak zwany liniowy wzmacniacz
optyczny (ang. LOA – Linear Optical Amplifier) ³¹cz¹cy
wzmacniacz z laserem o emisji powierzchniowej (VCSEL)
na pod³o¿u indowo-fosforkowym. Rysunek 4 pokazuje uproszczony
schemat takiego rozwi¹zania.
VCSEL sk³ada siê z luster o wysokiej wydajnoœci poni¿ej i
powy¿ej obszaru aktywnego i wykracza poza d³ugoœæ uk³adu
scalonego. Laser dzia³a prostopadle do rozchodzenia siê
wzmocnionego œwiat³a podczerwonego i ma dzia³anie wyrównuj¹ce
w celu utrzymania sta³ego wzmocnienia. Uk³ad scalony
ma wymiary 1 x 0.5 x 0.15mm i pracuje przy natê¿eniu
200÷300mA. Daje to w optycznym paœmie C (1530 ÷ 1565nm)
sta³e wzmocnienie 17dB a¿ do +10dBm.
Pomiary wykazuj¹, ¿e liniowy wzmacniacz optyczny w
porównaniu ze wzmacniaczem pó³przewodnikowym ma mniejsze
przeniki, stabilne wzmocnienie i p³ask¹ odpowiedŸ. Nale-
¿y jednak pamiêtaæ, ¿e oba urz¹dzenia s¹ ca³y czas ulepszane.
Powinno to umo¿liwiæ rozwój komunikacji opartej tylko i wy-
³¹cznie na œwiat³owodach. Wzmacniacze linearne maj¹ najwiêkszy
potencja³ spoœród rozwi¹zañ optycznych, gdzie sta³e
wzmocnienie jest spraw¹ nadrzêdn¹.
Scalony, pionowo
linearyzowany
wzmacniacz optyczny
Œwiat³owód wyjœciowy
Wzmocniony sygna³ wyjœciowy
}