Un tipus comú deamplificador òpticutilitzat en la comunicació òptica
Quan els senyals òptics es transmeten en fibres òptiques, a mesura que augmenta la distància, els senyals òptics s'afebleixen gradualment i fins i tot causen interrupcions de la comunicació... Fins a l'aparició dels amplificadors òptics, aquests eren com una "gasolinera", que reposava l'energia dels senyals òptics perquè poguessin transportar dades sense problemes a la destinació. En aquest número us presentarem un amplificador òptic comú en la comunicació òptica: elamplificador de fibra dopada amb erbi(Amplificador òptic EDFA).
Un amplificador de fibra dopada amb erbi, com el seu nom indica: l'erbi (Er), un element de terres rares, s'incorpora a la fibra de quars. Quan un senyal òptic d'entrada passa a través de la fibra dopada amb erbi, els ions d'erbi trivalents (Er³⁺) absorbiran l'energia de la llum de bombament i passaran a un nivell d'energia superior. El nombre de partícules en estat excitat experimenta inversió. Sota la inducció de la llum del senyal d'entrada, els ions de terres rares en estat excitat experimenten una emissió estimulada i alliberen fotons de la mateixa freqüència que la llum del senyal, aconseguint així una amplificació òptica.
Els components que formen unAmplificador òptic EDFAgeneralment inclouen acobladors òptics (sovint utilitzant multiplexors de divisió de longitud d'ona WDM), aïllants òptics, fibres dopades amb erbi, filtres i fonts de bombament. Entre ells, l'acoblador òptic combina enginyosament la llum d'entrada i la llum de bombament per garantir que el senyal s'injecti amb precisió a la fibra dopada amb erbi; la funció de l'aïllant òptic és suprimir la reflexió inútil de la llum a la via òptica per evitar que es formin senyals d'interferència innecessaris, garantint la transmissió unidireccional del senyal; el filtre òptic elimina el soroll no desitjat per millorar la relació senyal-soroll i garantir la claredat de la transmissió d'informació.
Actualment, els investigadors estan desenvolupant amplificadors de fibra de doble banda (DBFA) i amplificadors de banda ultra ampla (UWOA), amb l'objectiu d'estendre l'amplada de banda de guany a tota la banda de freqüència de multiplexació per divisió de longitud d'ona (WDM). Recentment, un equip de recerca conjunt d'instituts de recerca europeus ha desenvolupat un amplificador paramètric d'ona viatgera basat en xips fotònics. Mitjançant una estructura compacta, aconsegueix una amplificació del senyal de banda ultra ampla, amb una amplada de banda de 140 nm (tres vegades superior a l'EDFA tradicional), i el volum s'ha reduït al nivell de centímetres, proporcionant suport d'ultraalta velocitat per a centres de dades i computació d'IA. Aquests "superamplificadors" admetran la transmissió de més de cent longituds d'ona per fibra, establint les bases per a la comunicació hologràfica i les fàbriques intel·ligents i altres aplicacions a l'era 6G.
Data de publicació: 03 de febrer de 2026