L‘amplificateur Raman est une configuration d‘amplificateur bien connue. L‘amplificateur utilise une fibre conventionnelle (plutôt qu‘une fibre dopée), qui peut être co-pompée ou contre-pompée pour fournir une amplification sur une plage de longueurs d‘onde en fonction de la longueur d‘onde de pompe. Les amplificateurs Raman reposent sur une diffusion Raman stimulée vers l’avant ou vers l’arrière. Généralement, la longueur d‘onde de la source de pompe est sélectionnée pour être inférieure d‘environ 100 nm à la longueur d‘onde qui nécessite une amplification.

principe de fonctionnement:

Lorsque les photons du laser de pompe traversent la fibre, ils entrent en collision et sont absorbés par les molécules ou les atomes de la fibre. Cela excite les molécules ou les atomes à des niveaux d’énergie plus élevés. Les niveaux d‘énergie plus élevés ne sont pas des états stables, ils se désintègrent donc rapidement pour atteindre des niveaux d‘énergie intermédiaires inférieurs, libérant de l‘énergie sous forme de photons dans n‘importe quelle direction à des fréquences plus basses. C‘est ce qu‘on appelle la diffusion Raman spontanée, ou diffusion Stokes, et provoque du bruit dans la fibre.

Étant donné que la molécule se désintègre jusqu‘à atteindre des niveaux de vibration d‘énergie intermédiaires, le changement d‘énergie est inférieur à l‘énergie initialement reçue lors de l‘excitation de la molécule. Le changement d‘énergie du niveau d‘excitation aux niveaux d‘énergie intermédiaires détermine la fréquence des photons car Δ f = Δ E/h. C‘est ce qu‘on appelle le décalage de Stokes et détermine la forme et la position de la courbe de gain Raman en fonction de la fréquence. L‘énergie restante du niveau d‘énergie intermédiaire jusqu‘au niveau sol est dissipée sous forme de vibrations moléculaires (phonons) dans la fibre. En raison de la présence de plusieurs niveaux d‘énergie plus élevés, la courbe de gain présente une large largeur spectrale d‘environ 30 THz.

Quelques informations à connaître sont :

Les amplificateurs Raman sont généralement plus chers et ont un gain inférieur à celui des amplificateurs à fibre dopée à l‘erbium (EDFA). C’est pourquoi il n’est utilisé que pour des applications spéciales.

Le principal avantage de cet amplificateur par rapport à un EDFA est qu‘il génère très peu de bruit et ne dégrade donc pas le rapport signal/bruit optique (OSNR) comme le fait un EDFA.

Les applications typiques se situent dans les plages EDFA où un gain supplémentaire est requis mais les limites OSNR ont été atteintes.

L‘ajout d‘un amplificateur Raman peut ne pas affecter de manière significative l‘OSNR mais peut fournir jusqu‘à 20 dB de gain de signal.

Un autre attribut clé est la capacité d’amplifier n’importe quelle bande de fibre, pas seulement la bande C comme l’EDFA. Cela permet aux amplificateurs Raman d‘améliorer les signaux dans les bandes O, E et S (pour les applications d‘amplification par multiplexage par répartition en longueur d‘onde grossière (CWDM).

L‘amplificateur fonctionne sur le principe de la diffusion Raman stimulée (SRS), un effet non linéaire.

Il se compose d‘un laser à pompe haute puissance et d‘un coupleur de fibre (circulateur optique).

 Le milieu amplificateur est une fibre optique étendue dans un amplificateur Raman distribué (DRA).

Les amplificateurs Raman peuvent fonctionner à n’importe quelle longueur d’onde à condition que la longueur d’onde de pompe soit correctement choisie. Il peut fonctionner en bande C et L.

Le laser à rétroaction distribuée (DFB) est une bande passante spectrale étroite utilisée comme mécanisme de sécurité pour les LamanCards. Le DFB envoie des impulsions pour vérifier les éventuelles réflexions arrière présentes sur toute la longueur de la fibre. Si aucune réflexion arrière élevée (HBR) n‘est trouvée, Raman commencera à transmettre.

En règle générale, le HBR est inspecté dans les premiers kilomètres jusqu‘aux 20 premiers kilomètres de fibre. Raman ne fonctionnera pas si HBR est détecté. Après avoir trouvé la zone problématique via l‘OTDR, une certaine activité de la fibre optique est requise.