Основы построения оптических систем передачи. Источники оптического излучения для систем передачи. Модуляция излучения источников электромагнитных волн оптического диапазона. Волоконно-оптические системы с солитонной передачей, страница 5

3. Как устроены и действуют полупроводниковые оптические усилители?

Полупроводниковые оптические усилители в основном бывают 2-х видов: усилители бегущей волны и резонансные усилители.

4. Как устроены и действуют волоконные усилители на основе рассеяния Рамана и Бриллюэна?

Оптические усилители Рамана построены на основе стимулированного рамановского рассеивания, возникающего в результате распространения излучения в длинных волокнах. В усилителе оптические волны сигнала и накачки вводятся в оптоволокно через направленный разветвитель. Энергия передается от луча накачки к лучу сигнала благодаря эффекту Рамана, когда оба луча распространяются параллельно, при этом они могут быть одного направления или встречными. В волоконно-оптическом усилителе Бриллюэна (ВУБ) оптическое усиление обеспечивается стимулированным рассеиванием Бриллюэна. ВУБ также накачивается оптически, как и усилитель Рамана, и часть накачиваемой мощности передается сигналу через рассеяние, т.е. волны накачки рассеиваются на акустической волне, движущуюся через среду со скоростью звука. 

5. Как устроены и действуют усилители на примесном волокне (примеси Er, Nb, Pr, Tm)?

Принцип действия волоконно-оптического усилителя (ВОУ) на примесном волокне основан на эффекте возбуждения посредсвом внешней накачки атомов редкоземельного материала, помещенного в сердцевину обычного одномодового стекловолокна. Основу конструкции ВОУ составляет оптоволокно с примесью редкоземельного материала, длина волокна с примесью от 20м до 100м. После накачки излучением λн от отдельного лазера или от двух встречно направленных  волокно становится усиливающей средой. Усиливаемый сигнал λс и волны накачки λн объединяются в мультиплексоре и направляются в волокно с примесью, где происходит увеличение мощности сигнала. Далее сигнал проходит через фильтр который отсекает волны λн и шумы в не полосы частот сигнала, через фильтр проходит около 95% мощности усиленного сигнала. Для исключения проникновения во входную оптическую линию отраженных в усилителе сигналов на входе мультиплексера ставят оптический изолятор. Применяют следующие редкоземельные материалы эрбий Er, неодим Nb, празеодим Pr, тулий Tm, с эрбием совместно итрий  Y.

6. Какими характеристиками описывают оптические усилители?

 Оптические усилители описывают следующими характеристиками: окно прозрачности, химическое соединение, величина усиления, полоса частот усиления, мощность накачки, потребляемая мощность.

7. В каких частях оптических систем могут использоваться усилители?

Оптические усилители могут использоваться в качестве усилителей мощности совмещенные с оптическими передатчиками, предусилителей приема и промежуточных усилителей в линейных трактах ВОСП.

8. Какие шумы и искажения имеют место в оптических усилителях?

Спонтанная эмиссия фотонов порождает шум излучения. Искажения обусловленные не равномерностью характеристик усиления.

9. Какие реальные коэффициенты усиления обеспечивают полупроводниковые и оптические усилители?

Полупроводниковые оптоусилители обеспечивают коэффициент усиления в пределах 10 –40 дБм, ВОУ –  10 –50 дБм

10. Какую реальную полосу пропускания обеспечивают полупроводниковые и оптические усилители?

 Полупроводниковые оптоусилители обеспечивают полосу пропускания в пределах   5 –10 ТГц,  ВОУ –  10ГГц –5,0 ТГц

11. Какие вспомогательные устройства могут входить в состав линейных волоконно-оптических усилителей?

Вспомогательные устройства  входящие в состав линейных волоконно-оптических усилителей: корректор, ответвитель и компенсаторы дисперсии.

Раздел 7.

Линейные тракты оптических систем передачи.

1. Какие способы построения линейных трактов оптических (проводных и беспроводных) систем передачи могут быть реализованы?

Линейные тракты оптических  систем передачи могут быть реализованы 4 способами: простой ОЛТ, ОЛТ с регенераторами, ОЛТ с оптическими усилителями передачи и приема, ОЛТ с промежуточными оптическими усилителями.

2. Каким образом можно организовать встречную передачу оптических сигналов по одному стекловолокну?

Встречную передачу оптических сигналов по одному стекловолокну можно организовать на разных несущих частотах оптических волн.

3. Какие устройства могут входить в состав линейного тракта оптической системы передачи?

Оптический передатчик, регенератор, оптические усилители передачи и линейные.