INTRODUCCIÓN.• Los amplificadores ópticos operan en base a
los fotones
• No es necesario amplificadores
optoeléctronicos entre tramos de fibra
• Da solución simple a la atenuación
• Independiente del tipo de modulación y ancho
de banda
• Particularizando en sistemas monomodo
Amplificador de fibra
dopada con Erbio (EDFA)
•Concepto.•La idea basica de la amplificación de los
amplificadores ópticos es:
•Emisión estimulada
•Mismo principio con que operan los láseres
•Los AO no tienen retroalimentación
Principio de operación de los AO
•La fibra dopada con Erbio, al ser estimulada
mediante una señal de bombeo causa:
• Que los átomos absorban fotones
• quedando estos en estado excitado en un
intervalo
• Al volver a su estado original, liberan
energía almacenada
• fenómeno conocido como emisión
Emisión en dos formas distintas
Emisión espontanea
Emisión estimulada
No existe relación de
fase entre:
Producto de la
incidencia de un foton
Fotones emitidos e
incidentes
Los fotones emitidos e
incidente coinciden
Producir el fenomeno de emision
dentro del amplificador óptico
Debe producirse
una inversión de
poblacion
Que se
traduce
Sea mayor
• A nivel de estados de
energía
• En la cantidad de iones en
estado excitado
• Que la cantidad de iones en
el estado básico de energía
La inversión de población :
• Se logra
• Inyectando potencia a la fibra dopada
• Realizada mediante un bombeo externo
Operación de un EDFA a través de un
esquema de bombeo de tres niveles
Operación de un EDFA a través de un
esquema de bombeo de tres niveles
• Se inyecta una señal a la fibra dopada
• Los fotones incidentes son absorbidos por los
iones del Erbio
• Esto provoca una transición de electrones
• Desde el nivel básico E3 al nivel superior E1
• Dado que la vida en E3 es ~ 1µs
• Comparando con la vida media del nivel
metaestable E2 ~ 10 ms se tiene que :
* Los electrones decaeran al nivel de
energia metaestable(E2)
* a traves de una transicion no radiativa
•Dada la extensa duración del tiempo de vida
media que posee el nivel metaestable (E2)
• Si la señal de bombeo se mantiene
• se produce una inversión de población
•Entre el nivel de energia E2 metaestable y el
nivel de energia E3 basico
*Es a partir de esa energía que:
-Se produce la amplificación
-Mediante la emisión estimulada
-Tambien se produce la emision expontanea
-Originando el ruido de emisión espontanea,
que se propaga, disminuye la poblacion en
el estado metaestable y disminuye la
ganancia del EDFA
- Transición de importancia
-Donde se produce la emisión estimulada es
:
-Se establece entre los niveles basico y el
nivel metaestable
Esquema de funcionamiento de
un EDFA
AMPLIFICADOR ÓPTICO DE
SEMICONDUCTOR
-Conceptos.-Obtención de un amplificador óptico (AOS)
semiconductor a partir de el laser
semiconductor (L S)
Diagrama de un AOS guiado por indice
-en un LS-FP (laser semiconductorFabry Perot
-la región activa es una guia de onda
Limitado en sus extremos por 2 espejos
• Formados naturalmente en el momento de clivar le
estructura
Corte perfecto que produce una interfase
• Semiconductora – aire, que refleja la luz que viaja dentro la
región activa
-dado que el indice de refracción del
semiconductor es
-Es tres veces mayor que el del aire
-Para obtener el AOS a partir de el LS-FP
- Se debe disminuir la reflexividad de las
facetas del laser
- Esto se logra, depositando películas
antireflexivas en las facetas de LS-FP
Al depositar la película, reducción de
reflectividad de las facetas el:
*laser semiconductor FP se
convierte en AOS
-El AOS amplificador óptico
semiconductor ; con amplificacion de un
solo paso, dado que no tiene
retroalimentación
- Se tiene: un amplificador de onda
progresiva
Amplificadores Raman
-La amplificación Raman cubre grandes
distancias
-Convierte a la fibra en un medio de
transmisión de banda ancha y ganancia
distribuida
-Es decir la fibra actúa como un amplificador
óptico de gran longitud
-los amplificadores Raman se
emplean
-en configuracion de
contrapropagación
-la mayor parte de la amplificación ocurre al
final del trayecto
-Evitan superar el umbral de efectos no
lineales
-La amplificación Raman reducen la emisión
de ruido de los EDFA´s
-La amplificación Raman
depende de la polarización
-La fuente despolarizada proporciona la
misma potencia en cada eje de polarizacion
de la fibra
-esto se consigue multiplexando en
polarización dos laseres de bombeo
-
Efecto Raman
-Cuando la señal de bombeo encuentra la
fibra
-Experimenta dispersión espacial
-La señal desplazada se llama campo de
Stokes
-Y el efecto no lineal se denomina dispersion
de Raman
Este campo de Stokes puede
mezclarse nuevamente con la señal
optica para dar frecuencias
adicionales
A su vez, estas señales dirigen las
vibraciones del cristal
El resultado es un campo de Stokes mas
intenso llamado dispersion estimulada
de Raman
GRACIAS POR SU TIEMPO
FIN
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Diapositiva 1 - Comunicaciones Opticas