Amplificatori ottici

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Amplificatore in fibra drogata con erbio (EDFA). Sopra: schema base. Sotto: Livelli energetici degli ioni erbio (sinistra) e sezione trasvesa di una fibra ottica drogata (destra).

Sebbene un segnale ottico possa propagarsi su distanze molto lunghe senza la necessità di essere amplificato, sia i sistemi a lunga distanza, sia le reti ottiche locali che i circuiti integrati traggono molti vantaggi dalla disponibilità di amplificatori ottici. L'amplificazione ottica differisce notevolmente da quella optoelettronica in quanto agisce direttamente sull'onda elettromagnetica senza la necessità di convertire il segnale in elettrico. Questo conferisce agli amplificatori ottici trasparenza sul formato di modulazione e inoltre, dato che il processo di amplificazione è basato sull'emissione stimolata, esso risulta sostanzialmente indipendente dalla forma del segnale e dalla sua durata. Molteplici sono le modalità con le quali ottenere amplificazione ottica. Tuttavia i moderni sistemi fotonici utilizzano di fatto tre tipologie di amplificatori: quelli a semiconduttore (Semiconductor Optical Amplifier - SOA); quelli basati su materiali drogati con terre rare, principalmente in fibra (Doped Fiber Amplifier - DFA) e più raramente in guida (Doped Waveguide Amplifier - DWA); quelli basati sullo scattering Raman stimolato (Raman Amplifier - RA), impiegati in fibra e nei circuiti fotonici integrati su silicio. Nell'ambito del corso verranno analizzate tutte e tre queste tipologie.

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