AMPLIFICADOR OPTICO

Amplificador optico

Un amplificador óptico es un dispositivo que amplifica una señal óptica directamente, sin la necesidad de convertir la señal al dominio eléctrico, amplificar en eléctrico y volver a pasar a óptico.
Estos dispositivos generan una réplica de la señal de entrada pero con mayor nivel de potencia, operando completamente en el dominio óptico. Además pueden emplearse en otorsprocesos como la conmutación, la demultiplexación, o bien en la conversión de longitud de onda, aprovechando su comportamiento no lineal.

Ventajas
Las ventajas de estos dispositivos son:
Funcionamiento independiente del tipo de modulación de la señal.
Tiene un amplio ancho de banda, por lo que amplifica varias longitudes de onda simultáneamente.
Mayor simplicidad y por tanto menorprobabilidad de fallos.
Pueden ser integrados.

Limitaciones
Las limitaciones más importantes que supone su empleo son:
Introducen un ruido adicional que es amplificado junto con la señal.
Al no regenerar la señal se produce un efecto acumulativo de la dispersión.
Su ancho de banda es finito.
Su ganancia no es uniforme en todo el rango de amplificación, por lo que debe ser ecualizada.

Aplicacionesbasicas


Históricamente, Ia primera aplicación que fue propuesta y demostrada es la de preamplificador que se muestra en Ia parte superior de Ia figura (A). Se trata de situar un amplificador óptico previo al fotodetector para mejorar la sensibilidad de éste.
La segunda aplicación que se muestra en el esquema inferior (B) es Ia de amplificador de potencia, En ella el amplificador óptico sesitúa a Ia entrada del enlace, justo a la salida de Ia fuente óptica, para elevar su nivel de Ia potencia de salida.
La tercera aplicación es Ia de repetidor intermedioque se muestra en la figura (C). En ella se disponen una serie de amplificadores ópticos en cascada. La misiónde cada uno de ellos es regenerar el nivel de potencia óptica de Ia señal que sepierde en el tramo de fibra situado biensea antes o después del amplificador. Esta aplicación es de gran interés ensistemas delarga distancia entre ciudades y en enlaces submarinos (L>400 km).

Tipos de amplificadores ópticos según su aplicación.

Como amplificador de línea en un enlace con fibra monomodo, como el que se muestra en la figura (a), se emplea para elevar el nivel de potencia de la señal y compensar así las pérdidassufridas por la propagación de la señal. Frecuentemente se instalan varios amplificadores en cascada a lo largo de la línea.

Como preamplificador front-end en un receptor, como muestra la figura (b), su misión es amplificar la señal antes de ser detectada por el fotodetector para mejorar así la relación señal ruido.

Como amplificador de potencia situándose a continuación de la fuente láser, seemplea para elevar el nivel de potencia de la señal e incrementar la distancia de transmisión. En la configuración de la figura (c) su objetivo es compensar las pérdidas debidas al modulador externo. En la configuración de la figura (d) busca compensar las pérdidas que sufre una señal al atravesar un divisor.


Amplificadores ópticos de semiconductores
Los amplificadores ópticos desemiconductor tienen una estructura similar a un láser Fabry-Perot salvo por la presencia de un antireflectante en los extremos. El antireflectante incluye un recubrimiento antirreflejos y una guía de onda cortada en ángulo para evitar que la estructura se comporte como un láser.
El amplificador óptico de semiconductor suele ser de pequeño tamaño y el bombeo se implementa de forma eléctrica. Podría sermenos caro que un EDFA y puede ser integrado con otros dispositivos (láseres, moduladores...).
Sin embargo, en la actualidad, las prestaciones no son tan buenas como las que presentan los EDFAs. Los SOAs presentan mayor factor de ruido, menos ganancia, sensibilidad a la polarización, son muy alinéales cuando se operan a elevadas velocidades...
Su elevada no linealidad hacen atractivos los SOAs...