تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
FIBER AMPLIFIERS
المؤلف:
Mark Csele
المصدر:
FUNDAMENTALS OF LIGHT SOURCES AND LASERS
الجزء والصفحة:
p309
11-4-2016
1630
FIBER AMPLIFIERS
A solid-state amplifier used extensively in the communications field to boost weak signals in long runs of fiber optic cables is the erbium-doped glass fiber amplifier. This amplifier consists of a long (10- to 20-m) section of glass fiber doped with erbium ions (Er3+), making an Er: glass medium. A pump laser at 980 nm is coupled to the amplifier fiber via a coupler. This pump radiation is absorbed by the erbium atoms in the fiber (which have a strong absorption peak at this wavelength), exciting them to an upper level which rapidly decays to a level 0.80 eV above ground state. This level, which has a relatively long spontaneous radiative lifetime (τsp, about 10 ms long) can amplify incoming signals via stimulated emission, producing a net optical gain at 1549 nm. A diagram of this amplifier is shown in Figure 1.1.
Where no input signal is present, erbium ions eventually emit spontaneous radiation which is amplified by the fiber and appears as broadband noise in the output [called amplified spontaneous emission (ASE)]. Where an input signal is present, the extraordinarily long lifetime of the upper lasing level gives the ions a good chance of emitting by stimulated instead of spontaneous emission, so the amount of broadband noise in the signal is reduced drastically, as the ions are now coaxed to produce output on the single wavelength of the signal. The output from such
Figure 1.1. Erbium fiber amplifier.
Figure 1.2. Fiber amplifier output.
an amplifier, as analyzed on an optical spectrum analyzer (OSA), is depicted in Figure 1.2.
Although the fiber amplifier is just that an amplifier, not a laser Er: glass will laser if provided with a suitable feedback mechanism. Er: glass may also be fabricated in the form of a rod and used in the same manner as an Nd: YAG laser. Because the wavelength is considered eye-safe (meaning that it will not penetrate the eye to reach the retina), applications include rangefinders, where ocular exposure is likely (the U.S. military M-1 tank reportedly uses an Er: glass laser in the rangefinder, replacing the more dangerous Nd: YAG lasers used previously).