Raman-lichtbron: het 'gedistribueerde energiestation' dat het potentieel van optische vezels ontketent en het paradigma van optische transmissie over lange- afstanden opnieuw definieert.
In het proces waarin optische communicatie evolueert naar ultra-lange afstanden en ultra-hoge capaciteit, wordt de traditionele gecentraliseerde versterkingstechnologie geconfronteerd met de uitdaging van fysieke grenzen. Het gedistribueerde versterkingsschema gebaseerd op het Raman-verstrooiingseffect wordt echter een "transformatieve kracht" om het transmissieknelpunt te doorbreken met zijn unieke technische pad. Raman-lichtbronnen zijn niet alleen een nieuw type versterker, maar ook een 'systeem-oplossing' die de transmissie-eigenschappen van optische vezels opnieuw definieert.
Het kernprincipe van Raman-versterking komt voort uit de niet-lineaire optische eigenschappen van optische vezelmaterialen. Wanneer pomplicht met hoog-vermogen in de vezel wordt geïnjecteerd, wordt een deel van de energie ervan overgebracht naar het signaallicht via gestimuleerde Raman-verstrooiing. Dit proces lijkt op het opzetten van talloze "miniatuurenergietoevoerpunten" door de gehele vezel heen, die een continu versterkingsgebied langs het transmissiepad vormen. Door de golflengte van het pomplicht aan te passen, kan in theorie flexibele versterking worden bereikt in elke signaalband, waardoor de bandbeperkingen van traditionele erbium-gedoteerde vezelversterkers worden doorbroken.
Technische voordelen: Drie belangrijke kenmerken transformeren het transmissiepatroon
1. Distributed Gain-functie: Verdeelt het versterkingseffect gelijkmatig over de gehele link, waardoor de accumulatie van niet-lineaire effecten effectief wordt verminderd en de optische signaal-tot-ruisverhouding met 4-6 dB wordt verhoogd.
2. Breedbandversterkingscapaciteit: Ondersteunt uitbreiding van transmissie in C+L-banden, waardoor de capaciteit van enkele-vezels bijna wordt verdubbeld.
3. Optimalisatie van de geluidscoëfficiënt: Door gebruik te maken van de gedistribueerde versterkingsfunctie worden geluidsprestaties bereikt die dicht bij de theoretische limiet liggen.
In onderzeese communicatiesystemen over zeer-lange- afstanden is Raman-versterking een onmisbare technische optie geworden. Het gecombineerde gebruik van Raman-versterking met EDFA heeft de niet--relaistransmissieafstand met succes uitgebreid tot meer dan 500 kilometer. In de hoofdlijnen met hoge-capaciteit tussen de oostelijke en westelijke hubs van het 'East-West Computing'-project, biedt Raman-technologie belangrijke ondersteuning voor de lange-hogesnelheidstransmissie- over lange afstanden tot wel 2000 kilometer. Raman-lichtbronnen lopen voorop in het wetenschappelijk onderzoek en tonen een unieke waarde: hun lage-ruiskarakteristieken creëren omstandigheden voor-transmissie over lange afstanden van kwantumcommunicatie; bij gedistribueerde optische vezeldetectie kan Raman-pompen met hoog-vermogen hoge-precieze temperatuur-/spanningsmonitoring bereiken over een bereik van 100 kilometer; op het gebied van spectraalanalyse zijn Raman-lasers een nauwkeurig hulpmiddel geworden voor de detectie van materiaalsamenstelling.
Binnenlandse onderzoeksinstellingen hebben een reeks doorbraken bereikt op het gebied van Raman-lichtbronnen: door gebruik te maken van de pompbundelcombinatietechnologie is het uitgangsvermogen verhoogd tot het 10W-niveau; de uitvinding van het bidirectionele pompschema heeft de versterkingsvlakheid aanzienlijk verbeterd; er is een intelligent pompregelalgoritme ontwikkeld om automatische optimalisatie te bereiken. Naarmate de transmissiesnelheid evolueert naar 1,6T/3,2T, verschuift de Raman-technologie van een "optionele oplossing" naar een "vereiste oplossing". De combinatie ervan met nieuwe transmissiemedia zoals holle vezels en multi{5}}vezels zal een nieuw systeemontwerpparadigma openen. Het intelligente Raman-systeem optimaliseert de pompconfiguratie in realtime via AI-algoritmen en zal naar verwachting het energieverbruik van het systeem met 30% verder verminderen.
Van de 10.000-meter diepe zee tot het Qinghai-Xizang-plateau, van traditionele communicatie tot kwantumtransmissie, Raman-lichtbron, deze 'endogene innovatie' die het potentieel van optische vezels onderzoekt, doorbreekt voortdurend de fysieke grenzen van optische transmissie. Het vertegenwoordigt niet alleen een technische oplossing, maar symboliseert ook een filosofische transformatie van "het aanpassen van het transmissiemedium" naar "het stimuleren van het potentieel van het medium", waardoor mensen een nieuw technologisch perspectief krijgen om de volgende generatie informatie-infrastructuur op te bouwen.