AMPLIFICADORES PTICOS W OSCAR SULCANI RAMOS INTRODUCCIN Los

AMPLIFICADORES ÓPTICOS W. OSCAR SULCANI RAMOS

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 • A nivel de estados de energía Que se traduce • En la cantidad de iones en estado excitado Sea mayor • 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 E 3 al nivel superior E 1 • Dado que la vida en E 3 es ~ 1µs • Comparando con la vida media del nivel metaestable E 2 ~ 10 ms se tiene que :

* Los electrones decaeran al nivel de energia metaestable(E 2) * a traves de una transicion no radiativa • Dada la extensa duración del tiempo de vida media que posee el nivel metaestable (E 2) • Si la señal de bombeo se mantiene • se produce una inversión de población • Entre el nivel de energia E 2 metaestable y el nivel de energia E 3 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 semiconductor. Fabry 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