Elektrotehnička škola “Nikola Tesla”
BEOGRAD
MATURSKI RAD
Nastavni predmet: Elektrotehnika
Tema: Optički pojačavači
Mentor:
Učenik:
JUNSKI ROK
Školska 2013/2014 god.
1
SADRŽAJ
Optički pojačavači…………………………………………………….3
Poluprovodnički pojčavači……………………………………………5
Pojačavači dopirani lantanidima……………………………………...6
Ramanovi pojačavači………………………………………………...10
Linearni optički pojačavači…………………………………………..11
Zaključak…………………………………………………………….12
Literatura…………………………………………………………….13
Optički pojačavači
2
koriste optičko vlakno samo kao sredinu za prenos, optički signali se prvo
konvertuju u elektronski signal, regeneriše, ponovo pretvara u optički i zatim
se prenose dalje. Ovakva 3R regeneracija signala reprodukuje originalni
oblik impulsa, eliminišući pritom suvišan šum. Međutim u WDM
sistemima, koji koriste elektronsko pojačavanje, svaka talasna dužina mora
biti odvojena pre nego što bude elektronski pojačana, a zatim se sve talasne
dužine ponovo moraju multipleksirati pre slanja signala. Za razliku od njih
optički pojavači pojačavaju optički signal bez prethodne konverzije u
elektronski domen. Nažalost njihova mana je da se optički šum
pojačava isto kao i korisni optički signal. Optički pojačavači koriste principe
stimulisane emisije, slično kao i laseri, te unose i šum spontane emisije.
Postoje tri osnovna tipa optičkih pojačavača: poluprovodnički optički
pojačavači, pojačavači zasnovani na dopiranim vlaknima i Ramanovi
pojačivači.
Ramanovi pojačivači, koji rade po principu nelinearnog Ramanovog
rasejanja praktično nemaju ograničenje u kom opsegu talasnih dužina se
mogu promeniti, jer to zavisi samo od talasne dužine pobudnog lasera. Ovde
se pojačanje ostvaruje rasejanjem u postojećem transmisionom vlaknu.
Sledi opis dva najvažnija tipa pojačavača koja se koriste u teleko-
munikacijama. To su poluporvodnički laserski pojačavači (Semiconductor
Laser Amplifier- SLA) i EDFA. Oba pojačavača rade na principu procesa
simultane emisije gde ulazni fotoni izazivaju generisanje dodatnih fotona
iste frenkvencije, faze i polarizacije. Osnovni uslov ovom procesu je
populacijska inverzija a u načinu ostvarivanja populacijske inverzije leži
osnovna razlika između spomenuta dva tipa pojačavača. Poluprovodnički
laserski pojačavči populacijsku inverziju postižu pumpanjem struje
elektrona, dok optički pojačavači sa dopiranom niti koriste optičko
pumpanje, odnosno pumpanje struje fotona. Za sve aplikacije sa optičkim
pojačavačima razmatra se više parametara. Najvažniji su ovi:
Pojačanje od ulaza do izlaza vlakna
Širina pojasa zajedno s pojačanjem
Količina šuma generisanog pri pojačanju (ASE)
Polarizacijska osetljivost pojačanja komponente prema
4
