Um tipo comum de amplificador óptico usado em comunicação óptica.

Um tipo comum deamplificador ópticousado em comunicação óptica

Quando sinais ópticos são transmitidos em fibras ópticas, à medida que a distância aumenta, os sinais ópticos enfraquecem gradualmente e podem até causar interrupções na comunicação. Até o surgimento dos amplificadores ópticos, estes funcionavam como um "posto de gasolina", reabastecendo a energia dos sinais ópticos para que pudessem transmitir dados sem problemas até o destino. Este artigo apresentará um amplificador óptico comum em comunicação óptica: o amplificador de potência.amplificador de fibra dopada com érbio(Amplificador óptico EDFA).

Um amplificador de fibra dopada com érbio, como o nome sugere: o érbio (Er), um elemento de terras raras, é incorporado à fibra de quartzo. Quando um sinal óptico de entrada passa pela fibra dopada com érbio, os íons de érbio trivalentes (Er³⁺) absorvem a energia da luz de bombeamento e transitam para um nível de energia mais alto. O número de partículas no estado excitado sofre inversão. Sob a indução da luz do sinal de entrada, os íons de terras raras no estado excitado sofrem emissão estimulada e liberam fótons da mesma frequência da luz do sinal, alcançando assim a amplificação óptica.
Os componentes que constituem umAmplificador óptico EDFAGeralmente incluem acopladores ópticos (frequentemente usando multiplexadores por divisão de comprimento de onda - WDM), isoladores ópticos, fibras dopadas com érbio, filtros e fontes de bombeamento. Entre eles, o acoplador óptico combina engenhosamente a luz de entrada e a luz de bombeamento para garantir que o sinal seja injetado com precisão na fibra dopada com érbio; o papel do isolador óptico é suprimir a reflexão de luz inútil no caminho óptico para evitar a formação de sinais de interferência indesejados, garantindo a transmissão unidirecional do sinal; o filtro óptico remove o ruído indesejado para melhorar a relação sinal-ruído e garantir a clareza da transmissão de informações.
Atualmente, pesquisadores estão desenvolvendo amplificadores de fibra de banda dupla (DBFA) e amplificadores de banda ultralarga (UWOA), com o objetivo de estender a largura de banda de ganho para toda a faixa de frequência da multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM). Recentemente, uma equipe conjunta de pesquisadores de institutos europeus desenvolveu um amplificador paramétrico de onda viajante baseado em chips fotônicos. Através de uma estrutura compacta, ele alcança amplificação de sinal de banda ultralarga, com uma largura de banda de 140 nm (três vezes maior que a de um EDFA tradicional), e o volume foi reduzido para a escala de centímetros, proporcionando suporte de altíssima velocidade para data centers e computação de IA. Esses “superamplificadores” suportarão a transmissão de mais de cem comprimentos de onda por fibra, estabelecendo as bases para comunicação holográfica, fábricas inteligentes e outras aplicações na era 6G.