"Christmas - the time to fix the computers of your loved ones" « Lord Wyrm

Alcatel verbindet deutsche Unis mit 100 GBit/s

Joe_the_tulip 18.06.2010 - 16:21 6760 36
Posts

kleinerChemiker

Here to stay
Avatar
Registered: Feb 2002
Location: Wien
Posts: 4281
Zitat von jives
Was das damit zu tun hat ist mir jetzt aber nicht klar... Ich denke du sprichst das evaneszente Feld im 2. Medium an. Natürlich hängt das über die Maxwellgleichungen mit den Materialeigenschaften zusammen, aber was du da meinst versteh ich leider nicht...

Er geht von Medium A ins MEdium B und wieder zurück nach A, ähnlich wie im Verstärker.

Wobei, wie funktioniert eigentlich so ein Verstärker? Wird da wirklich der Lichtstrahl verstärkt, oder wird der Lichtstrahl "umgewandelt" und ein Laser strahl einen "neuen" stärkeren Lichtstrahl in den LWL?

jives

And the science gets done
Avatar
Registered: Sep 2001
Location: Baden
Posts: 3548
Zitat von kleinerChemiker
Er geht von Medium A ins MEdium B und wieder zurück nach A, ähnlich wie im Verstärker.
Ist eigentlich nicht wichtig, aber: Das ist nur einer vereinfachte Annahme ;)
[klugschei*]
Tatsächlich entsteht ein evaneszentes Feld im optisch dünneren Medium. Dieses Feld (eine Welle ist es ja nicht mehr wirklich) transportiert keine Energie. Aber auch diese Vorstellung ist vereinfacht; Es gibt wegen der Stetigkeitsbedingungen - denen die Wellengleichung genügen muss - einen Versatz zwischen dem Aufpunkt der einfallenden und dem Quellpunkt der reflektierten Welle, was zu der stark vereinfachten Vorstellung führt, dass die Welle tatsächlich ins Medium eindringt und erst in einer tieferen Schicht reflektiert wird. Sieht man sich aber den Energiefluss an, so ist das nicht richtig: Es gibt nur einen kleinen Bereich, in dem Energietransport in das dünnere Medium stattfindet. Über den größten Teil der Versatzstrecke findet kein Energiefluss von einem Medium ins andere statt (die Welle ist dort ja auch gar nicht ausbreitungsfähig), weshalb die Annahme, dass die Welle (mehr oder weniger) unverändert ins dünnere Medium eindringen würde, falsch ist (die Welle selbst transportiert nämlich schon Energie, siehe Poynting-Vektor).
[/klugschei*]

Zitat von kleinerChemiker
Wobei, wie funktioniert eigentlich so ein Verstärker? Wird da wirklich der Lichtstrahl verstärkt, oder wird der Lichtstrahl "umgewandelt" und ein Laser strahl einen "neuen" stärkeren Lichtstrahl in den LWL?
Und das würd ich auch gern wissen :D

Edit: Wikipedia weiß dazu folgendes: http://de.wikipedia.org/wiki/Optischer_Verst%C3%A4rker - also war mein geratener Resonator im vorigen Post einfach falsch :D
Bearbeitet von jives am 27.06.2010, 15:49

Castlestabler

Here to stay
Registered: Aug 2002
Location: Wien
Posts: 3776
Warum Totalreflexion bei einer Singlemode LWL nicht die beste Annahme ist, einfacher ausgedrückt:

Es gibt nur einen Lichtstrahl der überhaupt ausbreitungsfähig ist, ähnlich dem Licht eines Lasers. Dieser "spürt" die Begrenzung durch den Kern des LWL. Er wird nirgends wirklich reflektiert, sondern folgt der LWL mittig und das auch bei kleineren Krümmungen.
Wenn man es genauer wissen will, muss man sich die Wellengleichungen einer LWL antun, aber das muss ein Normalsterbliche sich nicht antun.

Es gibt keinen wirklichen Übergang vom Kern in den Mantel es geht nur Energie/Photonen in den Mantel verloren. Hat alles etwas mit Teilchen-Welle-Dualität zu tun.

Ein optischer Verstärker, spezieller eine Erbium doped fiber Verstärker, ist nicht viel anderes als ein chemischer Laser. Für die genau Beschreibung einfach dort nachlesen wie es funktioniert.
Einziger Unterschied ich will das gesamte Licht wieder am Ende herausbekommen, deswegen gibt es keine Spiegel und der Verstärker ist einfach länger und es gibt keine Blitzlampen sondern einen speziellen Pumplaser.

Grundprinzip ist einfach, es kommt ein Photon in den Verstärker, sieht das es Energie gibt um verstärkt zu werden und darauf hin nimmt es die verfügbare Energie auf um sich zu kopieren.
Es passiert nicht anderes, als das die eintreffenden Photonen multipliziert werden und so am Ende wieder genau die gleichen Photonen wie am Anfang heraus kommen, nur in größerer Anzahl, die Intensität steigt.

kleinerChemiker

Here to stay
Avatar
Registered: Feb 2002
Location: Wien
Posts: 4281
So ein Verstärker klingt cool ;)

Es geht bei Totalreflexion zumindest so viel ins dünnere Medium über, daß der Strahl bzw. Wellenlängen aus dem Strahl absobiert werden können.

Castlestabler

Here to stay
Registered: Aug 2002
Location: Wien
Posts: 3776
Aber bei einer LWL spricht man eher von Wellenführung, als von Reflexion.
Ja es hat etwas mit Totalreflexion zu tun, aber die Vorstellung bringt einen nicht wirklich weiter, wenn man die Effekte verstehen will.

prronto

Garage
Avatar
Registered: Nov 2002
Location: Bruck/Leitha
Posts: 1922
Die typischen opt. Verstärker sind nichts anderes als ein Stück Faser.
Hier gibts einen ganz verständliche Erklärung
http://www.pcmag.com/encyclopedia_t...;i=42357,00.asp

Bzw. etwas aus einer aktuellen Hardwarebeschreibung des Herstellers bei dem ich arbeite.
edfa_principle_156508.jpg
Man sieht hier sehr schön, dass es keine Änderung des Mediums gibt und daher auch kein Grund für einen Frequenzwechsel besteht.

Für größere Distanzen (bei guten Faserwerten) gibt es noch ein anderes Prinzip...den Raman Verstärker.

Dazu muß man vorausschicken, dass das prinzipielle Problem bei opt. Verstärkern das Hinzufügen von Rauschanteilen ist, was das OSNR (optisches Signal Rausch(Noise) Verhältnis(Ratio)) vermindert. Bei zu geringem OSNR kann der entsprechende Receiver das Signal laut dem (vermutl. bekannten) Augendiagramm nicht mehr eindeutig zuordnen.
Als Grundregel gilt: Je niedriger der Empfangspegel ist, desto höher muß der Gain(Verstärkung) ausfallen, was zu einen intensiveren OSNR Verschlechterung führt. Daher versucht man Verstärker einerseits natürlich kostensparend (also nicht zu viele) andererseits natürlich wie beschrieben an, dem photonischen Layer helfenden Positionen einzusetzen.

Die Raman Funktionsweise ist etwas komplizierter als die eines EDFA´s. Hier werden 2 Raman Pumplaser orthogonal zueinander so eingesetzt, dass die Transportfaser selbst das Verstärkungsmedium darstellt. Es wir nun also entgegengesetzt zur Übertragungsrichtung gepumpt und die Leistung der Pumpen reicht ~50-60km in die Faser retour. Dort ist die Leistung des Pumpsignals soweit abgeschwächt, dass der Gain nur sehr schwach ausfällt, was wie oben beschrieben nur wenig negativen Einfluß auf das OSNR hat. Von dort weg hebt sich das Energieniveau stetig in kleinen Schritten an.
Das Prinzip sagt: Man geht von unendlich vielen, undendlich kleinen Verstärkungen aus, wodurch der OSNR Beitrag ebenfalls unendlich klein ist.

So erreicht man eine Anhebung des Signalpegels um ~10-11dBm.
Der Ramanverstärker wird immer nur in Kombination mit einem unmitelbar dahinter sitzenden EDFA verbaut. Dieser EDFA kann nun durch den um 10dBm höheren Eingangspegel seinen OSNR Beitrag viel geringer halten.

jives

And the science gets done
Avatar
Registered: Sep 2001
Location: Baden
Posts: 3548
Nice, thx :)

Zitat von prronto
Man sieht hier sehr schön, dass es keine Änderung des Mediums gibt und daher auch kein Grund für einen Frequenzwechsel besteht.
Durch die Dotierung der Faser sollte sich im Allgemeinen aber ɛr auf der aktiven Länge schon ändern.
Kontakt | Unser Forum | Über overclockers.at | Impressum | Datenschutz