Amplificadores pticos

AMPLIFICADORES OPTICOS
•Integrantes:
Daniel Cadena
Verónica Cevallos
Victor López

Amplificadores Ópticos
En fibra óptica, 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.
Un amplificador óptico es capaz de amplificar un conjunto
de longitudes deonda. [1]

Estos amplificadores necesitan de un
bombeo externo con un láser de onda
continua
a
una
frecuencia
óptica
ligeramente superior a la que amplifican.
Típicamente, las longitudes de onda de
bombeo son 980 nm o 1480 nm y para
obtener los mejores resultados en cuanto
a ruido se refiere, debe realizarse en la
misma dirección que la señal.

La amplificación se
realiza
mediante
el
proceso
deemisión
estimulada.
Su existencia fue
propuesta por Albert
Einstein en 1917

Proceso de estimulación
En la figura se muestra el principio del proceso de

emisión estimulada. En él tenemos la interacción
entre un fotón y un átomo que inicialmente se
encuentra en su estado excitado. Como resultado
de esta interacción el átomo pasa a su estado base
emitiendo en el proceso un fotón que tiene lasmismas características de dirección y de fase que
el fotón inicial.[2]

FUNCIONAMIENTO

El amplificador óptico es un sistema tal que
al introducirle un flujo inicial de fotones Si
nos proporciona en su salida un flujo final
de fotones Sf mayor que el flujo inicial Si.

La condición necesaria para tener
amplificación del flujo inicial de fotones Si es
que el número de átomos excitados que se
encuentraen la cavidad amplificadora sea
mayor que el número de átomos que se
encuentra en su estado base. La condición
anterior se conoce como condición de
inversión de población y el problema
central para la realización práctica de un
amplificador óptico está en cómo lograr dicha
inversión de población.

Para lograr dicha inversión de población es necesario algún
dispositivo que proporcione la energíaque los átomos de la
cavidad amplificadora requieren para pasar de su estado base a
un estado excitado. Este dispositivo recibe el nombre de
"sistema de bombeo" y puede ser de varios tipos, aunque los
más usuales son de tipo óptico o de tipo eléctrico.

La amplificación se produce dentro de un rango de frecuencias
que dependen del material, así como su estructura.

TIPOS DE AMPLIFICADORESÓPTICOS

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, se
emplea para elevar el nivel de potencia de la señal y
compensar así las pérdidas sufridas por la propagación de
la señal. Frecuentemente se instalan varios amplificadores
en cascada a lo largo de la línea.

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

Como amplificador de potencia situándose a
continuación de la fuente láser, se emplea 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 laspérdidas debidas al modulador
externo. En la configuración de la figura (d) busca
compensar las pérdidas que sufre una señal al atravesar
un divisor.

Tipos de amplificadores
Los dos principales tipos de amplificadores ópticos
son:
los SOAs, Semiconductor Optical Amplifiers, y
los DFAs, Doped-Fiber Amplifiers.
En los SOA la zona activa esta construida con

aleaciones de elementos semiconductores comoel
fósforo, el indio, el galio y el arsénico.
En los DFA es un núcleo de fibra óptica dopada con
iones de tierras raras como el Erbio (Er), el
Praseodimio (Pr), el Iterbio (Yb) o el Neodimio (Nd).

Comparación entre amplificadores
El amplificador óptico de semiconductor suele ser
de pequeño tamaño y el bombeo se implementa de
forma eléctrica. Podría ser menos caro que un EDFA
y puede ser...