Fotonika je termín pro označení oboru vědy a techniky, který zahrnuje jevy a zařízení, ve kterých je kontrolovaným způsobem ovládaný tok fotonů. Vznikl analogicky k termínu elektronika. V případě elektroniky se jedná o oblast zabývající se jevy a zařízeními, ve kterých je řízen tok elektronů. Vznik fotoniky je důsledkem vývoje, který nastal v optice po třech velkých objevech: vynálezu laseru, zvládnutí technologie optických vláken a zvládnutí výroby polovodičových optických prvků (luminiscenčních diod, laserových diod, a fotodiod).
Podmínka zesilování: zesilování při stimulované
emisi musí převýšit zeslabování vlivem jevu GSA. (Absence
jevu ESA „kvasi-dvouhladinovosti“. Optimální buzení vlnové délce 980 nm.
E
GSA
800 nm; ESA
1530 (SE ASE)
čerpání možné na
vlnových dékách:
820nm, 980nm, 1480nm
nezářivé
přechody
EDFA pracuje jako tříhladinový systém. Při buzení vlnové délce 1480 proces ESA se
neprojeví, ale jedná nevýhodný kvazi-dvouhladinový systém (zvažuje průřez absorpce
GSA průřez stimulované emise).)
. této podmínky plynou
požadavky čerpací energii optimální délku vlákna. Ionty Er3+
jsou excitovány horní laserovou hladinu přímo, jako kdyby se
jednalo dvouhladinový systém. Přehled základních jevů:
• Zesiluje jak koherentní signál (SE), tak spontánně emitované fotony, což je
příčinou šumu ASE (Amplified Spontaneous Emission).
• Existuje jev ESA (Excited State Absorption), při kterém část čerpací energie
pohlcena absorpcí fotonů částicemi excitované hladině. jev, při kterém jsou základní
hladině absorbovány jak fotony budící vlny, tak fotony signální vlny fotony šumu
ASE).
• Existuje jev GSA (Ground State Absorption), tj. Spontánně emitované
fotony indukují emisi dalších fotonů.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
Erbiem dotované vláknové zesilovače (EDFA; křemenné sklo: Er3+
)
Energetické hladiny EDFA jsou znázorněné následujícím obrázku.
Závěr: Při buzení vlnové délce 820 existuje ESA (zvažuje účinný průřez absorpce
ze základní excitované hladiny)
