Un tipo comune diamplificatori otticiutilizzato nella comunicazione ottica
Quando i segnali ottici vengono trasmessi nelle fibre ottiche, con l'aumentare della distanza, i segnali ottici si indeboliscono gradualmente e possono persino causare interruzioni nella comunicazione... Fino all'avvento degli amplificatori ottici, che fungono da "stazione di servizio", reintegrando l'energia dei segnali ottici in modo che possano trasportare i dati a destinazione senza intoppi. Questo articolo vi presenterà un comune amplificatore ottico nelle comunicazioni ottiche: l'amplificatore ottico.amplificatore a fibra drogata con erbio(Amplificatore ottico EDFA).
Un amplificatore a fibra drogata con erbio, come suggerisce il nome: l'erbio (Er), un elemento delle terre rare, è incorporato nella fibra di quarzo. Quando un segnale ottico in ingresso attraversa la fibra drogata con erbio, gli ioni di erbio trivalente (Er³⁺) assorbono l'energia della luce di pompaggio e passano a un livello energetico superiore. Il numero di particelle nello stato eccitato si inverte. Sotto l'induzione della luce del segnale in ingresso, gli ioni delle terre rare nello stato eccitato subiscono un'emissione stimolata e rilasciano fotoni della stessa frequenza della luce del segnale, realizzando così l'amplificazione ottica.
I componenti che costituiscono unAmplificatore ottico EDFAIn genere, un sistema ottico comprende accoppiatori ottici (spesso utilizzando multiplexer a divisione di lunghezza d'onda WDM), isolatori ottici, fibre drogate con erbio, filtri e sorgenti di pompaggio. Tra questi, l'accoppiatore ottico combina in modo intelligente la luce in ingresso e la luce di pompaggio per garantire che il segnale venga iniettato con precisione nella fibra drogata con erbio; il ruolo dell'isolatore ottico è quello di sopprimere i riflessi di luce indesiderati nel percorso ottico per impedire la formazione di segnali di interferenza non necessari, garantendo la trasmissione unidirezionale del segnale; il filtro ottico rimuove il rumore indesiderato per migliorare il rapporto segnale/rumore e garantire la chiarezza della trasmissione delle informazioni.
Attualmente, i ricercatori stanno sviluppando amplificatori a fibra a doppia banda (DBFA) e amplificatori a banda ultralarga (UWOA), con l'obiettivo di estendere la larghezza di banda di guadagno all'intera banda di frequenza WDM (Wavelength Division Multiplexing). Recentemente, un team di ricerca congiunto di istituti di ricerca europei ha sviluppato un amplificatore parametrico a onda progressiva basato su chip fotonici. Grazie a una struttura compatta, questo amplificatore raggiunge un'amplificazione del segnale a banda ultralarga, con una larghezza di banda di 140 nm (tre volte superiore a quella dei tradizionali EDFA), e il suo volume è stato ridotto a livello centimetrico, fornendo un supporto ad altissima velocità per i data center e il calcolo basato sull'intelligenza artificiale. Questi "super amplificatori" supporteranno la trasmissione di oltre cento lunghezze d'onda per fibra, ponendo le basi per la comunicazione olografica, le fabbriche intelligenti e altre applicazioni nell'era del 6G.
Data di pubblicazione: 3 febbraio 2026