일반적인 유형광 증폭기광통신에 사용됨
광섬유를 통해 광 신호를 전송할 때, 거리가 멀어질수록 광 신호는 점차 약해지고 심지어 통신 장애를 일으킬 수도 있습니다. 광 증폭기가 등장하기 전까지는 마치 "주유소"처럼 광 신호에 에너지를 보충하여 목적지까지 데이터를 원활하게 전송할 수 있도록 해주었습니다. 이번 호에서는 광 통신에 사용되는 일반적인 광 증폭기인 광 증폭기에 대해 소개하겠습니다.에르븀 도핑 섬유 증폭기(EDFA 광 증폭기).
에르븀 도핑 광섬유 증폭기는 이름에서 알 수 있듯이 희토류 원소인 에르븀(Er)을 석영 광섬유에 도핑한 것입니다. 입력 광 신호가 에르븀 도핑 광섬유를 통과하면 3가 에르븀 이온(Er³⁺)이 펌프광의 에너지를 흡수하여 더 높은 에너지 준위로 전이합니다. 이때 여기 상태의 입자 수가 반전됩니다. 입력 신호광이 조사되면 여기 상태의 희토류 이온은 유도 방출을 통해 신호광과 동일한 주파수의 광자를 방출하여 광 증폭을 수행합니다.
구성 요소들EDFA 광 증폭기일반적으로 광전 변환 시스템은 광 커플러(종종 파장 분할 다중화기(WDM) 사용), 광 아이솔레이터, 에르븀 도핑 광섬유, 필터 및 펌프 광원을 포함합니다. 이 중 광 커플러는 입력광과 펌프광을 정교하게 결합하여 신호가 에르븀 도핑 광섬유에 정확하게 주입되도록 합니다. 광 아이솔레이터는 광 경로에서 불필요한 빛의 반사를 억제하여 불필요한 간섭 신호 발생을 방지하고 신호의 단방향 전송을 보장합니다. 광 필터는 원치 않는 잡음을 제거하여 신호 대 잡음비를 향상시키고 정보 전송의 선명도를 보장합니다.
현재 연구진들은 파장 분할 다중화(WDM) 주파수 대역 전체로 이득 대역폭을 확장하기 위해 이중 대역 광섬유 증폭기(DBFA)와 초광대역 증폭기(UWOA)를 개발하고 있습니다. 최근 유럽 연구기관 공동 연구팀은 광자 칩 기반의 진행파 파라메트릭 증폭기(TWPA)를 개발했습니다. 이 증폭기는 소형 구조를 통해 140nm의 대역폭(기존 EDFA의 3배)을 갖는 초광대역 신호 증폭을 구현했으며, 크기를 센티미터 수준으로 줄여 데이터 센터와 AI 컴퓨팅에 초고속 지원을 제공합니다. 이러한 "슈퍼 증폭기"는 광섬유 하나당 100개 이상의 파장 전송을 지원하여 6G 시대의 홀로그램 통신, 스마트 공장 등 다양한 응용 분야의 기반을 마련할 것입니다.
게시 시간: 2026년 2월 3일