Optik Yükselteç (OA) Nedir? - YİMİ · Gazi Üniversitesi 1 Optik Yükselteç (OA) Nedir?...

1Gazi Üniversitesi

Optik Yükselteç (OA) Nedir?

Işığı kendi ortamında yükseltmearayışlarından doğan, optik alan içindekiışık sinyalini, herhangi bir elektronikdeğişime ihtiyaç duymadan yükseltencihazdır.

2Gazi Üniversitesi

Lazer ile optik yükselteç arasındaki fark nedir?

Lazer içinde yayılmış ışık, yükseltilmişortama kendi kendine yansıtılır. Bu geribeslemeli bir mekanizmadır ve sürekliosilasyon sağlar. Optik yükselteçlerdegeri besleme yoktur ve gerekli olanenerji güç kaynağından sağlanır. Bukaynak pompalamadır.

3Gazi Üniversitesi

Optik Yükselteç Çeşitleri

Geniş bandlı optik uygulamalarda, optikyükselteçlerin iki farklı türü kullanılır. Bunlar:

� Yarıiletken optik yükselteçler (SOA)� Fiber yükselteçler (Nadir toprak elementleri ile

katkılandırılmış fiber yükselteçler ve Ramanetkisini kullanarak yükseltme yapabilen FiberRaman Yükselteçlerdir.)

4Gazi Üniversitesi

Çalışma Prensipleri

�Her ikisi de lazer prensiplerine göreçalışır yani bir kazanç ortamı tersbirikmeye ulaşılıncaya kadarpompalanır. Bu fotonların uyarılmışyayılma ile çoğalarak yeni sinyalfotonları oluşturmasını sağlar veyükseltme sağlanır.

5Gazi Üniversitesi

SOA

�Bir SOA temelde bir lazer diyota benzer. Böylebir lazer, ortam içerisine yerleştirilmiş bir oyukyansımasının yükseltilmesine bağlıdır.Yükseltme fonksiyonu malzeme enerjiseviyelerinin dışarıdan pompalanması ilesağlanır.

�SOA’lar küçük boyut ile yüksek kazanç (30dBüzerinde), geniş band genişliği (40nm üzerinde)ve çok düşük akım harcaması sağlarlar.SOA’ların dezavantajı SOA ile optik fiberarasında yüksek kuplaj kaybıdır.

6Gazi Üniversitesi

RAMAN YÜKSELTEÇ

� Bir fiber Raman yükselteç, yoğun pompalamaışını yayılırken silika fiber içinde meydana gelenuyarılmış Raman saçılmasını (SRS) kullanır.

� Raman yükselteçlerde kazanç sağlamak içinpompalama optik olmak zorundadır, buna karşılıkSOA’larda pompalama elektriksel olabilir.

� FRA’lar düşük gürültü şekli, düşük bağlantı kaybı,yüksek kazanç, yüksek çıkış gücü ve yüksek bandgenişliğine (95nm civarı) sahiptir. FRA’larınbaşlıca dezavantajı verimlerinin düşük olmasıdır.

7Gazi Üniversitesi

EDFA

� Doğadaki nadir toprak elementlerindenEr+3(erbiyum) iyonu ile katkılandırılmış optik biryükselteçtir. Bu yükseltecin, fiberlerinzayıflamasının minimum olduğu 1550nmdalgaboyu aralığında çalışması yaygın birkullanım alanı bulmasını sağlamıştır.

� EDFA’lar, çok düşük ek kaybı, yüksek kazanç(40dB üzerinde), yüksek band genişliği (60nmcivarı) çok düşük çevrim kaybı ve yüksekverime sahiptir.

8Gazi Üniversitesi

EDFA’nın Genel Yapısı

Erbiyum Katkılı Fiber

Çıkış SinyaliGiriş Sinyali

PompalamaPompalama

9Gazi Üniversitesi

OA’nın avantajları?

� Yüksek kazanç � Yüksek çıkış gücü� Yüksek verimlilik� Düşük gürültü� Yüksek band genişliği� Optik haberleşme sistemlerinin

kapasitesini büyük ölçüde artıran WDM için avantaj sağlar.

10Gazi Üniversitesi

TOPRAK SEVİYESİNDEKİ ERBİYUM İYONLARI

Pompalama fotonu980 nm

Optik Yükseltmenin Elde Edilmesi

11Gazi Üniversitesi

Optik Yükseltmenin Elde Edilmesi

ENERJİSOĞURMASI

UYARILMIŞ SEVİYEDEKİERBİYUM İYONLARI

TOPRAK SEVİYESİNDEKİ ERBİYUM İYONLARI

Pompalama fotonu 980 nm

12Gazi Üniversitesi

Optik Yükseltmenin Elde Edilmesi

GEÇİŞ YARI KARARLI SEVİYEUYARIMIŞSEVİYE

TOPRAK SEVİYESİ

Pompalama Fotonu 980 nm

13Gazi Üniversitesi

GEÇİŞ YARI KARARLI SEVİYEGEÇİŞ

ASE Fotonu

Optik Yükseltmenin Elde Edilmesi

TOPRAK SEVİYESİ

UYARILMIŞSEVİYE

TOPRAK SEVİYESİ

Pompalama Fotonu 980nm

14Gazi Üniversitesi

GEÇİŞ YARI KARARLI SEVİYE

SİNYAL FOTONU1550 nm

UYARILMIŞ FOTON1550 nm

Optik Yükseltmenin Elde Edilmesi

TOPRAK SEVİYESİTOPRAK SEVİYESİ

UYARILMIŞSEVİYE

Pompalama Fotonu 980 nm