Re: Laser Onde Elettromagnetiche

From: Darwin <davbucci_at_tiscali.it>
Date: Wed, 7 Oct 2009 00:53:47 -0700 (PDT)

On 6 oct, 19:39, "Cactaceo" <cactaceolamanodalle..._at_tin.it> wrote:

> Da una parte entra il laser ad alta potenza (relativamente all'impiego in
> telecomunicazione, stiamo parlando di livelli intorno ai +15dBm), da
> un'altra entra il laser modulante (livello sui +3dBm) e in uscita hai il
> laser ad alta potenza modulato da quello di bassa.
> Tutto ottico, niente alimentazione.

Lo conosco e sono quelli che io ho chiamato EDFA (erbium doped fiber
amplifier) ed EDWA (erbium doped waveguide amplifier). Ho lavorato
anni fa su dispositivi attivi e mi sono ritrovato a fabbricare dei
prototipi di EDWA realizzati per scambio ionico su vetro. Occhio che
non ti ritrovi il laser di potenza maggiore modulato, perch� i due
laser sono a lunghezza d'onda differente e tu vuoi amplificare il
segnale, ovvero quello che tu chiami il laser modulante. Questo
semprech� io abbia capito di cosa stai parlando.

> Lo chiamano amplificatore ottico a pompa, o pompa ottica, ma quando hanno
> tentato di spiegarmi il funzionamento parlavano di salti quantici stimolati
> o cose simili, un qualcosa che viene "caricato" come energia dal laser
> portante ma che non la rilascia se non sotto l'ulteriore sollecitazione di
> quello modulante....

Si basano (come i laser, del resto) sul principio dell'emissione
stimolata, un fenomeno scoperto da Einstein intorno al 1917 mi pare.
Detto in poche parole, devi fornire dell'energia al sistema di modo
che ti ritrovi con degli atomi eccitati. Se fai attenzione a
rispettare alcune condizioni energetiche, puoi fare in modo che il
passaggio di un fotone a fianco di un atomo eccitato ne provochi la
diseccitazione e ti ritrovi con due fotoni assolutamente identici. Si
riesce quindi a moltiplicare il numero di fotoni incidenti e quindi
realizzare l'amplificazione. Un fisico probabilmente ti fornir� una
spiegazione pi� rigorosa della mia.
L'erbio � una terra rara che ha delle meravigliose transizioni
energetiche che corrispondono proprio ad una lunghezza d'onda dalle
parti di 1550 nm, che � quella pi� utilizzata per le telecomunicazioni
ottiche perch� corrisponde al minimo di attenuazione di una fibra
ottica in silice e si presta quindi per drogare un materiale
rendendolo attivo.
Perch� tutto funzioni, bisogna che ci siano tanti atomi eccitati sul
livello adatto e quindi bisogna fornire dell'energia al sistema. Con
l'erbio, il modo pi� semplice � fornire della luce che viene assorbita
su altre transizioni energetiche aventi un salto energetico maggiore
rispetto a quelle utilizzate per l'amplificazione. Dopo un po' per�,
gli atomi si ritrovano pronti sul livello energetico che viene usato
per l'amplificazione e sono disponibili per l'emissione stimolata.
Questo processo di fornire energia si chiama pompaggio e dato che in
questo sistema avviene con l'assorbimento di luce (dalle parti di 1480
nm, oppure 980 nm), si parla di pompaggio ottico.
Il tutto avviene all'interno di una guida d'onda che pu� essere una
fibra ottica (negli EDFA) anche piuttosto lunga, oppure una guida
realizzata in un qualche substrato trattato opportunamente (EDWA).
Di solito, un sistema amplificatore completo comprende il laser a
semiconduttore utilizzato per il pompaggio ottico, il multiplexer
pompa/segnale ed una serie di dispositivi di controllo per in qualche
modo tenere sotto controllo il funzionamento del dispositivo ed il
guadagno. Di solito, all'uscita c'� anche un filtro per eliminare la
pompa residua ed evitare che vada in giro a fare danni.
Received on Wed Oct 07 2009 - 09:53:47 CEST