;ig.*..U. 7 9on%guraciones de un #$;A
#n la %gura anterior se muestran las con%guraciones posiles del #$;A. La primera con%guración es la más empleada ho" en día. La se3al que ha" que ampli%car " la se3al de omeo se in"ectan al #$;A cominadas por medio de un acoplador. #l primer aislador se emplea para impedir la propagación hacia fuera del #$;A del emisión espontánea 5ruido A'#6 que se genera " se propaga en sentido contrario al de la transmisión. #l omeo " la ampli%cación se realizan en el mismo sentido que la propagación. A la salida se coloca otro aislador que evita la entrada al #$;A " por tanto su ampli%cación de cualquier se3al reejada. ;inalmente se emplea un %ltro óptico para %ltrar el ruido A'#, generado en el ampli%cador, que se encuentre fuera de la anda de la se3al 2til. La siguiente con%guración se diferencia de la anterior en que la se3al de omeo se in"ecta al #$;A en sentido contrario a la propagación. #l aislador de la entrada además de cumplir las funciones anteriores, tiene la misión de evitar la propagación de la se3al de omeo fuera del ampli%cador. La ventaja de esta con%guración es permite ganancias más altas, pero sus características de ruido son peores. La tercera con%guración es una cominación de las dos anteriores. 9onsiste en un dole omeo, por lo que se denomina bombeo dual o bidireccional . La ganancia por tanto puede llegar a duplicarse. #ste esquema es mu" empleado en la implementación de ampli%cadores repetidores. 1anancia de un ED4
La siguiente %gura presenta la ganancia de un #$;A en función de la longitud de onda para diferentes valores de potencia de entrada, con una se3al de omeo a -C+nm.
#l #$;A no presenta una ganancia uniforme con la longitud de onda. $eido a la saturación seg2n crece la potencia de entrada la ganancia disminu"e hasta llegar a un punto en que se mantiene constante. #l máximo de ganancia se alcanza alrededor de los -S(+>-S(Snm. 9omo puede verse en la %gura a potencias altas la respuesta de la ganancia en todo el rangote la anda 9 5-S(+>-STSnm6 es astante plano lo cual no sucede a potencia de entrada más ajas. #sto es un grave inconveniente en los sistemas /$<, "a que no todos los canales se ampli%can por igual.
;ig.*..7 Kepresentación de la ganancia de un #$;A respecto de la longitud de onda
Las características t&cnicas que hacen del #$;A el ampli%cador más utilizado son7 • •
9omo consecuencia de su geometría cilíndrica sus p&rdidas de inserción en las uniones con la %ra óptica son mu" reducidas. $eido tami&n a su geometría su ganancia es poco sensile a la polarización de la se3al.
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#l ruido que genera es ajo.
•
La saturación de la ganancia no ocasiona distorsión.
'u principal inconveniente es que sólo opera en la tercera ventana, aunque se existen dispositivos similares pero dopados con otros elementos que pueden operar en otra ventana. Etro prolema es que su ganancia no es uniforme para todas las longitudes de onda, aunque esto se solventa traajando cerca de su saturación, pues la curva de ganancia es más plana. La siguiente tala resume los parámetros típicos de un ampli%cador #$;A.
Lon2itud de onda de bombeo
#%ciencia de omeo 5dJ4m/6 ;igura de ruido 5dJ6 1otencia de salida de saturación 5dJm6 0anancia 5dJ6 1otencia de omeo 5m/6
36=> nm S S.S *+ C+ S+>*++
=> nm -+ (>C.S S S+ -+>*+
&D4, &raseod-miun Doped94iber mpli$er
#l fundamento de este tipo de ampli%cador es el mismo que el de los #$;A, la diferencia es que se emplea 1raseodimio para dopar el n2cleo de la %ra óptica, lo que permite a este dispositivo ampli%car en la segunda ventana. La principal desventaja es que la ganancia es menor que con un #$;A. mpli$cadores de "aman
#ste ampli%cador se asa en el efecto Kaman, +"+ %timulated .aman %cattering . #sta no linealidad de las %ras ópticas tiene lugar cuando &sta es atravesada por una radiación monocromática de alta intensidad. Jajo ciertas condiciones, la radiación interact2a con el material dando como resultado la aparición de una nueva longitud de onda, de ma"or intensidad que la inicial. #l efecto Kaman estimulado, en principio es similar a una emisión estimulada, fenómeno en el cual se asan los ampli%cadores de %ra dopada. #n la emisión estimulada, el fotón que interact2a con el medio provocando la emisión estimulada de otro fotón sigue presente. #n el caso del Kaman estimulado, despu&s de la interacción entre el fotón " el medio, se genera un nuevo fotón de menor energía 5menor frecuencia6 " la diferencia de energía se trans%ere al material dando lugar a viraciones moleculares, desapareciendo el fotón inicial. Las frecuencias que se pueden generar dependen las frecuencias características de las mol&culas que componen el material. 'i al tiempo que pasa por la %ra óptica la se3al de omeo pasa otra se3al con una frecuencia característica del material, esta frecuencia será estimulada. #n el caso de un material amorfo, como es una %ra óptica, las frecuencias características del material son un todo casi continuo, es decir, no son un conjunto de frecuencias claramente diferenciadas como ocurre con los materiales monocristalinos. 0racias a este concepto se otiene un nuevo m&todo de ampli%car una se3al óptica. La se3al que provoca la ampli%cación será la propia se3al que transmite la información. Además, si por la %ra se transmite más de un canal, cada uno dará lugar al efecto Kaman en su propia frecuencia, produci&ndose la ampli%cación, siempre que estas frecuencias est&n dentro del rango de frecuencias características del material. Los principales inconvenientes que presentan estos ampli%cadores es la necesidad de una alta potencia de omeo, cercana al vatio. 1or el contrario una de sus ventajas es que cure un margen de longitudes de onda no cuierto
por los #$;A, por lo que pueden emplearse de forma complementaria. #ste hecho queda reejado en la siguiente %gura, en la que se representa de forma aproximada las zonas de traajo de cada uno. 9omo se ve empleando amos ampli%cadores se otiene en el rango comprendido entre los -S(+ " -T++ nm una curva ganancia prácticamente plana.
;ig.*..D7 Etención de una ganancia constante con la longitud de onda, empleando un #$;A junto con un ampli%cador Kaman
Ampli7cadores comerciales
Ampli%cador de %ra dopada de #rio, #$;A #l siguiente dispositivo se trata de ampli%cador de %ra dopada de #rio, #$;A, del faricante V$' !niphase que opera en la anda 9. #ste #$;A proporciona una ganancia plana de -+ a -TdJ " ofrece tres variantes, com preamplicador, como ampli%cador de línea " como ampli%cador de potencia
Las características del #$;A se recopilan en la siguiente tala para cada una de sus tres variantes,
