Extrem bandbredd med svensk fiberförstärkare

2000-04-12 13:00  
En helt ny sorts optisk förstärkare har sett dagens ljus vid Chalmers i Göteborg. Teorin för den är visserligen känd sedan länge, men det är först nu som det finns teknik för att förverkliga den.

Det var professor Peter Andreksson och hans doktorand Jonas Hansryd som för bara några månader sedan beslöt testa den nya typen av optisk fiberförstärkare. De kopplade ihop en mycket kraftig laser med en speciell sorts optisk fiber, och snart visade sig förstärkarens förbluffande egenskaper.

Resultaten är mycket lovande; förstärkningen är mycket hög, bruset extremt lågt och bandbredden ovanligt stor.

Vid de inledande försökenhar resultaten varit över förväntan; förstärkningen inuti fibern är hela 80 000 gånger (49 dB). Och nettoförstärkningen i hela systemet är mer än 6 000 gånger (38 dB).

Samtidigt är bandbredden hela sex terahertz (1012 Hz), vilket är mer än någon annan förstärkare hittills klarat. Den nya förstärkaren lämpar sig därmed väl i system där många kanaler med olika våglängd samsas i samma fiber (DWDM).

Tyvärr är den utrustning som står på labbet vid Chalmers än så länge ganska exceptionell; den kraftiga lasern är mycket dyr, och den speciella fibern går inte ens att få tag i för pengar. Men det finns inget som hindrar att tekniken kan bli kommersiell i sinom tid.

Själva förstärkningensker i en femhundra meter lång, kraftigt ickelinjär fiber. Optofibern, som har en väldigt tunn kärna, tillverkas i mycket liten skala och är närmast omöjlig att få tag på.

- Men jag har en hemlig leverantör som förser oss med fibern, avslöjar Peter Andreksson.

Förstärkningen sker när en kraftig, kontinuerlig laserstråle lyser in i fibern och blandas med den digitala signalen. Laserns optiska effekt är på hela två watt, vilket är ovanligt mycket i dessa sammanhang.

Vid tidigare försök med den här typen av fiberförstärkare har lasern pulsats för att få tillräckligt hög effekt. Detta har lett till orimliga krav på att synkronisera dataflödet i kabeln så att det kommer i takt med lasern.

Chalmersforskarna har löst problemet genom att förstärka ljuset från en vanlig laser genom två erbium-dopade fiberförstärkare. Först med en konventionell förstärkare och sedan med en kraftig optisk effektförstärkare. Det är den senare som kostar mycket pengar.

Vid sidan av hög förstärkning och stor bandbredd har förstärkaren några udda egenskaper som gör att den kan användas för en rad nya funktioner. Samtidigt som insignalen förstärks i den ickelinjära fibern så uppstår till exempel en extra utsignal. Våglängden för den nya utsignalen ligger motsvarande mycket över förstärkarlaserns våglängd, som den ursprungliga insignalen ligger under (se grafik). Fiberförstärkaren kan på så sätt transponera signalen från en ljusvåglängd till en annan; en funktion som är eftertraktad i telesammanhang.

Vidare har utsignalen en konstant nivå, oberoende av insignalens styrka. Det är en intressant egenskap, som kan användas i en limiter som begränsar utsignalens styrka.

Än så länge har chalmersforskarna bara hunnit testa att principen fungerar.

- Nu ska vi optimera förstärkaren och se vad vi kan få ut av den, säger Peter Andreksson.

Fotnot: Optiska förstärkare används sedan länge inom televärlden. Vanligast är de "erbiumdopade fiberförstärkarna". Men nu utvecklas även "Raman-förstärkare", som bygger på att förstärkarfiberns molekyler skakas om av en laser vilket påstås ge en optisk förstärkning.
 

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer