Erbium-gedopte glêstriedfersterkers (EDFA's) meitsje gebrûk fan seldsume ierde eleminten lykas erbium (Er3+) as fersterkingsmedium.It wurdt dotearre yn 'e fiberkearn tidens it fabrikaazjeproses.It bestiet út in koart stikje glêstried (typysk 10 m of sa) makke fan glês dêr't in lyts kontrolearre hoemannichte erbium yn tafoege wurdt as dopingmiddel yn 'e foarm fan in ion (Er3+).Sa fungearret de silikafaser as in hostmedium.It binne de dopanten (erbium) ynstee fan silikafaser dy't de operearjende golflingte en de winstbânbreedte bepale.EDFA's operearje yn 't algemien yn' e 1550 nm-golflingte-regio en kinne kapasiteiten biede dy't mear as 1 Tbps binne.Dat, se wurde in protte brûkt yn WDM-systemen.
It prinsipe fan stimulearre emisje is fan tapassing foar it amplifikaasjemeganisme fan 'e EDFA.As de dopant (in erbium-ion) yn in hege-enerzjysteat is, sil in ynfallend foton fan it optysk ynfiersinjaal it stimulearje.It jout wat fan syn enerzjy frij oan 'e dopant en komt werom nei in legere-enerzjystatus ("stimulearre emisje") dy't stabiler is.De figuer hjirûnder lit de basisstruktuer fan in EDFA sjen.
1.1 Basisstruktuer fan in EDFA
De pomplaserdiode produseart normaal in optysk sinjaal fan golflingte (by 980 nm of 1480 nm) by hege krêft (~ 10-200 mW).Dit sinjaal wurdt keppele oan it ljocht input sinjaal yn de erbiumdoped seksje fan de silica fiber fia WDM coupler.De erbium-ionen sille dizze enerzjy fan it pompsignaal absorbearje en nei har opteinste steat springe.In part fan de útfier ljocht sinjaal wurdt tikke en feeded werom by de ynfier fan pomp laser troch optyske filter en detector.Dit tsjinnet as feedback-krêftkontrôlemeganisme om EDFA's te meitsjen as selsregulearjende fersterkers.As alle metastabiele elektroanen wurde konsumearre dan komt der gjin fierdere amplifikaasje foar.Dêrom stabilisearret it systeem automatysk om't de optyske útfierkrêft fan 'e EDFA hast konstant bliuwt, nettsjinsteande de fluktuaasje fan' e ynfierkrêft, as der ien is.
1.2 Simplified funksjonele skema fan in EDFA
De boppesteande figuer toant de ferienfâldige funksjonele skema fan in EDFA dêr't in pomp sinjaal út de laser wurdt tafoege oan in ynfier optyske sinjaal (op 1480 nm of 980 nm) troch in WDM coupler.
Dit diagram lit in heul basale EDF-fersterker sjen.De golflingte fan it pompsinjaal (mei pompkrêft fan sawat 50 mW) is 1480 nm of 980 nm.Guon part fan dizze pomp sinjaal wurdt oerdroegen oan de ynfier optyske sinjaal troch stimulearre útstjit binnen in koarte lingte fan Erbium-doped fiber.It hat typyske optyske winst fan sawat 5-15 dB en minder dan 10 dB lûdsfiguer.Foar 1550 nm operaasje is it mooglik om 30-40 dB optyske winst te krijen.
1.3 Praktyske realisaasje fan in EDFA
De boppesteande figuer toant in ferienfâldige operaasje fan in EDFA mei syn praktyske struktuer as brûkt yn WDM applikaasje.
Lykas oanjûn, omfettet it de folgjende grutte dielen:
-
In isolator by de yngong.Dit hâldt it lûd generearre troch in EDFA fan propagearjen nei it ein fan 'e stjoerder.
-
In WDM-koppeling.It kombineart it 1550 nm optyske ynputgegevenssinjaal mei leech krêft mei pompend optysk sinjaal mei hege krêft (fan pompboarne lykas laser) by 980 nm golflingte.
-
In lyts diel fan erbium-dopede silikafaser.Yn feite tsjinnet dit as it aktive medium fan 'e EDFA.
-
In isolator by de útfier.It helpt om te foarkommen dat elk werom-reflektearre optysk sinjaal yn 'e erbium-dopede silikafaser komt.
It úteinlike útfier sinjaal is in fersterke 1550 nm golflingte optysk gegevens sinjaal mei in oerbleaune 980 nm golflingte pomp sinjaal.
Soarten Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA's)
D'r binne twa soarten struktueren fan Erbium-Doped Fiber Amplifiers (EDFA's):
-
EDFA mei ko-propagearjende pomp
-
EDFA mei counter-propagating pomp
De figuer hjirûnder toant counter-propagating pomp en bidirectionele pomp arranzjeminten dat kin brûkt wurde yn EDFA struktueren.
Ferskillende pomp arranzjeminten
In ko-propagearjende pomp EDFA hat legere útfier optyske krêft mei lege lûd;wylst in tsjin-propagearjende pomp EDFA jout hegere útfier optyske krêft, mar produsearret ek grutter lûd.Yn in typyske kommersjele EDFA wurdt in bi-direktionale pomp mei simultane ko-propagearjende en tsjin-propagearjende pompen brûkt, wat resulteart yn in relatyf unifoarm optyske winst.
Tapassing fan EDFA as booster, in-line, en pre-amplifier
Yn in lange-haul tapassing fan in glêstried kommunikaasje keppeling, EDFA's kinne wurde brûkt as in booster fersterker by de útfier fan de optyske stjoerder, in in-line optyske fersterker tegearre mei de glêstried likegoed as in pre-fersterker krekt foar de optyske stjoerder. ûntfanger, lykas werjûn yn de boppesteande figuer.
It kin opmurken wurde dat in-line EDFA's wurde pleatst op 20-100 km ôfstân útinoar ôfhinklik fan it glêstriedferlies.It optyske ynfiersinjaal is op 1.55 μm golflingte, wylst de pomplasers wurkje op 1.48 μm of 980 nm golflingte.Typyske lingte fan Erbium-doted fiber is 10-50 m.
Amplifikaasjemeganisme yn EDFA's
Lykas earder sein, is it amplifikaasjemeganisme yn in EDFA basearre op stimulearre emisje fergelykber mei dy fan yn laser.Hege enerzjy út de optyske pomp sinjaal (produsearre troch in oare laser) excites de dopant erbium ioanen (Er3 +) yn in silica fiber by de boppeste enerzjy steat.De ynfier optyske gegevens sinjaal stimulearret de oergong fan de excited Erbium ioanen nei de legere enerzjy steat en resultearret yn de útstrieling fan fotonen mei deselde enerzjy, ie, deselde golflingte as dy fan de ynfier optyske sinjaal.
Enerzjynivo Diagram: Fergees Erbium-ionen eksposearje diskrete nivo's fan 'e enerzjyband.As Erbium-ionen wurde doped yn in silikafaser, splitst elk fan har enerzjynivo's yn in oantal nau besibbe nivo's om in enerzjyband te foarmjen.
1.4 Amplifikaasjemeganisme yn EDFA
Om populaasjeomkearing te berikken, wurde Er3+-ionen op it tuskennivo 2 pompt. Yn yndirekte metoade (980-nm-pompen), wurde Er3+-ionen kontinu ferpleatst fan nivo 1 nei nivo 3. It wurdt folge troch net-radiatyf ferfal nei nivo 2, fan wêr't se nei nivo 1 falle, útstrielje de optyske sinjalen yn 'e winske golflingte fan 1500-1600 nm.Dit is bekend as 3-nivo amplifikaasjemeganisme.
Foar mear Erbium-gedopte produkten, sjoch asjebleaft op ús webside.
https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/
E-post:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
Fax: +86-2887897578
Taheakje: No.23, Chaoyang road, Xihe strjitte, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Sina.
Update Tiid: Jul-05-2022
