Засилувач со допирани влакна со ербиум (EDFA)

Основен принцип на работа:
Назасилувач на влакна допирани со ербиум (EDFA)е медиум кој користи јони на хелиум за да постигне енергетска конверзија. Прозорецот за засилување на енергијата има прозорец со работна бранова должина од 1 550 nm и ширина од 50 часот, што е во согласност со прозорецот со мала загуба на влакното. Прозорецот за вбризгување енергија е 980 nm и 1 480 nm. Општо земено, јонско влакно допирана со ербиум се подготвува како јадро за засилување на EDFA, односно активен медиум. Системот за засилување е ласерски систем на три нивоа, инјектираната светлосна енергија од 980 nm се апсорбира од јоните на хелиум до високото енергетско ниво 4", а нивото на транзиција 4n на ласерот се префрла со осцилацијата на релаксација. Поради долг животен век на нивото на енергија, големо количество акумулација Активираните честички, кои резервираат големо количество енергија, а потоа го минуваат стимулираното зрачење со сигналното светло, добиваат мултиплициран сигнал со иста фреквенција и иста фаза и го враќаат честички до основната состојба. Индуцираниот шум во процесот на засилување е спонтано зрачење ( Засилена спонтана емисија (ASE), која е поврзана со брановата должина на пумпата. Генерално, ласерската пумпа од 980 nm е со мала ефикасност и низок шум , додека ласерот од 1 480 nm е многу ефикасен и бучен. Во процесот на дизајнирање, генералниот засилувач за пред-влакна EDFA користи пумпање од 980 nm; засилувачот Бустер EDFA на крајот што предава користи хибриден метод на пумпање од 980 nm и 1 480 nm , и специјално дизајнирани медиуми според барањата на DWDM за филтри за оптичко изедначување. Рамен филтер со дијафрагма.
Основната структура на засилувач со допирани влакна со ербиум (FDFA):
Типичен EDFA се состои од влакно допирани со ербиум, извор на пумпа, мултиплексер за поделба на бранова должина, оптички изолатор и оптички филтер. Влакното со допирање на ербиум обезбедува засилување, изворот на пумпата обезбедува доволна моќност на пумпата, а мултиплексерот за поделба на бранова должина ги комбинира сигналното светло и светлото на пумпата во влакното со допирање на ербиум. Оптичкиот изолатор обезбедува еднонасочен пренос на светлината за да спречи рефлексии на светлината од оптички осцилации, а светлото за повратни информации предизвикува нарушувања во оперативната состојба на сигналниот ласер. Улогата на оптичкиот филтер е да го филтрира шумот ASE во оптичкиот засилувач и да го подобри односот сигнал-шум на EDFA. Обично EDFA има три типа на пумпи: конасочна пумпа, обратна пумпа и двонасочна пумпа. Со цел да се осигура дека засилувањето на EDFA е константно (т.е. линеарниот засилувач на предзасилувачот и линијата) или излезната моќност е константна (т.е. засилувачот на заситена моќност на крајот на предавањето), потребно е да се дизајнира помошно коло за следење на влезната и излезната моќност на EDFA, како и изворот на пумпање. Работниот статус се следи и контролира. Според резултатите од мониторингот, работните параметри на изворот на светлина на пумпата се соодветно прилагодени за да се направи EDFA да работи во оптимална состојба. Покрај тоа, делот за помошни кола вклучува и кола за заштитни функции како што се автоматска контрола на температурата и автоматска контрола на напојувањето.
Основни перформанси на засилувачот со допирани влакна со ербиум (EDFA):
Основните перформанси на EDFA се рефлектираат во засилувањето, излезната моќност и бучавата, како и пропусниот опсег и изедначувањето.
1. Карактеристики на засилување Карактеристиките на засилување ја претставуваат способноста за засилување на односот на излезната моќност на оптичкиот засилувач кон влезната моќност. Тој е поврзан со различни фактори, генерално изразени во dB, а најчесто користениот фактор на засилување е од 15 до 40 dB. Општо земено, засилувањето е директно поврзано со моќноста на пумпата, а исто така и со должината на влакното со допирање на ербиум. Најдобрата вредност може да се најде со експеримент.
2. Карактеристики на излезна моќност За идеален линеарен оптички засилувач, оптичкиот сигнал може да се засилува и да излегува со исто засилување без оглед на влезната оптичка моќност. За да се обезбеди оваа состојба, генерално само кога се внесува мал оптички сигнал, излезот на оптичкиот сигнал засилен со доволно засилување е недоволен за да се намали бројот на честички од нивото на енергија на моќноста на пумпата што се вбризгува во ласерот. Меѓутоа, кога влезната оптичка моќност е доволно голема, инјектираната моќност е недоволна за да се компензира излезната моќност по засилувањето, така што бројот на превртените честички е заситен и намален, а со тоа и излезната оптичка моќност се намалува, што влијае на намалувањето на факторот на засилување, односно заситеноста на засилувањето. , така што засилувањето влегува во нелинеарното засилување на заситениот регион. Максималната излезна моќност на EDFA обично се изразува како 3 dB заситена излезна моќност, што одговара на излезната моќност кога засилувањето на заситеноста опаѓа за 3 dB, што ја одразува максималната излезна моќност на EDFA. Излезните карактеристики на заситеноста на EDFA се поврзани со моќноста на пумпата, должината на влакното со допирање со ербиум и структурата. Колку е поголема оптичката моќност на пумпата, толку е поголема заситената излезна моќност од 3 dB; колку е подолга должината на влакното допрено со ербиум, толку е поголема излезната моќност на заситената 3 dB.
x