光能動デバイスカテゴリーの紹介

光ファイバーネットワーク において、光能動デバイスは重要な構成要素です。光能動デバイスは電気信号と光信号を相互に変換する、光伝送システムの心臓部です。光能動デバイスは以下の3つのカテゴリーに分類されます。

A.光源

電気信号を光信号に変換する装置を光源と呼びます。主な光源には、発光ダイオード（LED）とレーザーダイオード（LD）があります。

B.光検出器

光信号を電気信号に変換するデバイスを光検出器と呼びます。主な光検出器には、フォトダイオードとアバランシェフォトダイオードがあります。

光ファイバーを介して伝送された光信号は受信端に到達し、受信端には受光素子が備えられています。しかし、私たちが認識している光はまだ電気を認識できるレベルに達していないため、得られた光信号を元の信号に還元することはできません。その間に、光信号のうちの1つが電気信号に変換され、その後、電子回路によって増幅され、最終的に元の信号に戻ります。受信スイッチング素子は、光検出器、またはフォトディテクタ、ショートディテクタ、フォトディテクタ、またはフォトダイオードとも呼ばれます。一般的な光検出器は、PNフォトダイオード、PINフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード（APD）で構成されています。光ファイバー通信システムでは、光検出器は高感度、高速応答、低ノイズ、安定性、信頼性が求められます。

C.光増幅器

光ファイバ増幅器は能動デバイスとして注目を集めています。エルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）は現在、多くの用途で利用されており、光ファイバラマン増幅器（FRA）も非常に有望です。

光ファイバー増幅器は、光信号を直接増幅するだけでなく、リアルタイム、高利得、広帯域、オンライン、低ノイズ、低損失の光ズーム機能も備えています。これらは、次世代光ファイバー通信システムに不可欠なキーコンポーネントです。

この技術は、光ネットワークの伝送速度と距離の減衰限界を解決しただけでなく、さらに重要な点として、1550nm帯WDMを実現し、超高速・大容量・超長距離の波長分割多重（WDM）、高密度波長分割多重（DWDM）、光伝送、光ソリトン伝送を可能にしました。これは光ファイバー通信の発展の歴史における画期的なマイルストーンです。

実用的な光ファイバ増幅器には、主にEDFA、半導体光増幅器（SOA）、FRAなどがあり、その中でも優れた性能を持つEDFA増幅器は、長距離・大容量・高速光ファイバ通信システム、アクセスネットワーク、光ファイバCATVネットワーク、軍事システムなどにおいて、パワーアンプ、リピータアンプ、プリアンプなどの分野で広く利用されています。光ファイバ増幅器は、一般的に利得媒質光ファイバ増幅器と、励起光入出力結合構造で構成されています。