تقویت کننده رامان

تعریف: تقویت کننده براساس افزایش رامان
تقویت کننده رامان یک تقویت کننده نوری براساس بهره رامان است که نتیجه ای از پراکندگی رامان القایی است. یک محیط رامان فعال اغلب یک فیبر اپتیکی است، اگرچه یک توده کریستالی، یک موجبر در یک مدار مجتمع فوتونیکی یا یک سلول با یک گاز یا مایع نیز می تواند محیط رامان باشد. سیگنال ورودی در حال انتشار در جهت و یا در خلاف جهت پرتو دمش می تواند تقویت شود، طول موج سیگنال تقویت شده معمولا ده ها نانومتر کوتاه تر است. برای فیبر سیلیکا بسته به ترکیب هسته فیبر، بیشینه افزایش برای یک فرکانس افست ≈ ۱۰-۱۵ تراهرتز بین دمش و سیگنال است.
برای استفاده درسیستم های مخابراتی، تقویت کننده های فیبری رامان با تقویت کننده های فیبری اربیم دوپ شده، در حال رقابت هستند. درمقایسه با آنها، نمونه‌هایی از ویژگی های تقویت کننده‌های رامان عبارتند از:

• تقویت کننده رامان میتواند در مناطق بسیار متفاوت طول موج کار کند،به شرطی که یک منبع دمش مناسب در دسترس باشد.
• طیف بهره مناسب را میتوان با استفاده همزمان طول موج های دمش مختلف به دست آورد.
• تقویت کننده رامان نیاز به دمش با توان بالا (احتمالا مسائل ایمنی لیزر مطرح خواهد شد) وروشنایی دمش بالا دارد، اما همچنین می تواند توان خروجی بالایی را نیز تولید کند.
• طول بیشتری از فیبر مورد نیاز است. اگر چه، فیبر انتقالی دریک سیستم مخابراتی استفاده می شود، به طوری که هیچ فیبر اضافی نیاز نیست.
• تقویت کننده فیبری رامان می تواند شکل نویز کمتری داشته باشد. ازسوی دیگر، آنها بیشتر از تقویت کننده های لیزری، به طورمستقیم نویز دمش را به سیگنال کوپل می کنند.
• آنها همچنین به تغییرات توان دمش واکنش سریع نشان می دهند، به ویژه برای انتشار در جهت دمش، و ویژگی های اشباع بسیار متفاوتی دارند.
• •اگر طول موج دمش قطبی است، بهره رامان وابسته به قطبش است. این اثر که اغلب ناخواسته است، اما می تواند متوقف شود به عنوان مثال با استفاده از ادغام دو دیود دمش قطبی یا یک غیر قطبی کننده دمش.

یک تقویت کننده رامان مخابراتی با منبع پیوسته نور ناشی از یک دیود لیزر دمش می شود. تقویت موثر پالس های مافوق کوتاه بااستفاده از پالس دمش در جهت انتشار نیز ممکن است. با این حال، پدیده عدم تطابق سرعت گروه، شدیداً طول برهم کنش مفید را به ویژه برای مدت زمان پالس زیر ۱ پیکوثانیه ، محدود می سازد.
فیبرهای مورد استفاده برای تقویت کننده رامان دارای آلایش یون های خاکی کمیاب هستند. از لحاظ علمی،هر فیبر نوری تک مدی میتواند مورد استفاده قرار بگیرد، واز لحاظ عملی خود فیبر انتقالی مناسب است (تقویت کننده توزیعی). با این حال، فیبرهای مخصوصی با بهره رامان افزایش یافته که ناشی از افزودن آلایش‌های معین(مانندGermania ) برای افزایش سطح مقطع رامان ویا به سادگی ناشی از یک منطناحیه مد مؤثر کوچک وجود دارد. برخی فیبرها برای تقویت کننده رامان فشرده[۱] استفاده می شود،که در آن فقط به تقویت قطعه کوتاهتری از فیبر پرداخته می شود.