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).
)
. Při buzení vlnové délce 1480 proces ESA se
neprojeví, ale jedná nevýhodný kvazi-dvouhladinový systém (zvažuje průřez absorpce
GSA průřez stimulované emise). jev, při kterém jsou základní
hladině absorbovány jak fotony budící vlny, tak fotony signální vlny fotony šumu
ASE).
E
GSA
800 nm; ESA
1530 (SE ASE)
čerpání možné na
vlnových dékách:
820nm, 980nm, 1480nm
nezářivé
přechody
EDFA pracuje jako tříhladinový systém.Fakulta elektrotechniky komunikačních technologií VUT Brně
Erbiem dotované vláknové zesilovače (EDFA; křemenné sklo: Er3+
)
Energetické hladiny EDFA jsou znázorněné následujícím obrázku.
• Existuje jev ESA (Excited State Absorption), při kterém část čerpací energie
pohlcena absorpcí fotonů částicemi excitované hladině. Optimální buzení vlnové délce 980 nm. Spontánně emitované
fotony indukují emisi dalších fotonů.
• Existuje jev GSA (Ground State Absorption), tj. Podmínka zesilování: zesilování při stimulované
emisi musí převýšit zeslabování vlivem jevu GSA. Přehled základních jevů:
• Zesiluje jak koherentní signál (SE), tak spontánně emitované fotony, což je
příčinou šumu ASE (Amplified Spontaneous Emission). Ionty Er3+
jsou excitovány horní laserovou hladinu přímo, jako kdyby se
jednalo dvouhladinový systém. (Absence
jevu ESA „kvasi-dvouhladinovosti“.
Závěr: Při buzení vlnové délce 820 existuje ESA (zvažuje účinný průřez absorpce
ze základní excitované hladiny). této podmínky plynou
požadavky čerpací energii optimální délku vlákna
