Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (EDFA)

Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (EDFA) kuchaytiruvchi vosita sifatida erbiy (Er3+) kabi noyob tuproq elementlaridan foydalanadi.Ishlab chiqarish jarayonida u tola yadrosiga qo'shiladi.U shishadan yasalgan qisqa tola bo'lagidan (odatda 10 m yoki undan ko'proq) iborat bo'lib, unga ion (Er3+) shaklida qo'shimcha sifatida oz miqdorda nazorat qilinadigan erbiy qo'shiladi.Shunday qilib, silika tolasi mezbon muhit sifatida ishlaydi.Ishlaydigan to'lqin uzunligi va o'tkazish qobiliyatini aniqlaydigan kremniy tolasi emas, balki dopantlar (erbiyum).EDFA odatda 1550 nm to'lqin uzunligi mintaqasida ishlaydi va 1 Tbps dan ortiq quvvatlarni taklif qilishi mumkin.Shunday qilib, ular WDM tizimlarida keng qo'llaniladi.

Rag'batlantirilgan emissiya printsipi EDFA ning kuchaytirish mexanizmi uchun qo'llaniladi.Dopant (erbium ioni) yuqori energiya holatida bo'lganda, kirish optik signalining hodisa fotoni uni rag'batlantiradi.U o'z energiyasining bir qismini dopantga chiqaradi va barqarorroq bo'lgan past energiyali holatga ("rag'batlangan emissiya") qaytadi.Quyidagi rasmda EDFA ning asosiy tuzilishi ko'rsatilgan.

1.1 EDFA ning asosiy tuzilishi

Nasosi lazer diodi odatda yuqori quvvatda (~ 10-200 mVt) to'lqin uzunligi (980 nm yoki 1480 nm) optik signalini ishlab chiqaradi.Bu signal WDM ulagichi orqali silika tolasining erbium qo'shilgan qismidagi yorug'lik kirish signali bilan birlashtiriladi.Erbium ionlari nasosning signal energiyasini o'zlashtiradi va hayajonlangan holatga o'tadi.Chiqish yorug'lik signalining bir qismi optik filtr va detektor orqali nasos lazerining kirishiga tegib, qaytariladi.Bu EDFA-larni o'z-o'zini tartibga soluvchi kuchaytirgichlar qilish uchun qayta aloqa quvvatini boshqarish mexanizmi sifatida xizmat qiladi.Barcha metastabil elektronlar iste'mol qilinganda, boshqa kuchaytirilish sodir bo'lmaydi.Shu sababli, tizim avtomatik ravishda barqarorlashadi, chunki EDFA ning chiqish optik quvvati, agar mavjud bo'lsa, kirish quvvati o'zgarishidan qat'i nazar, deyarli doimiy bo'lib qoladi.

1.2 EDFA ning soddalashtirilgan funktsional sxemasi

Yuqoridagi rasmda EDFA ning soddalashtirilgan funktsional sxemasi ko'rsatilgan, unda lazerdan nasos signali WDM ulagichi orqali kirish optik signaliga (1480 nm yoki 980 nm da) qo'shiladi.

Ushbu diagrammada juda oddiy EDF kuchaytirgichi ko'rsatilgan.Nasos signalining to'lqin uzunligi (taxminan 50 mVt nasos kuchi bilan) 1480 nm yoki 980 nm.Ushbu nasos signalining bir qismi Erbium qo'shilgan tolaning qisqa uzunligi ichida stimulyatsiya qilingan emissiya orqali kirish optik signaliga uzatiladi.U taxminan 5-15 dB va shovqin ko'rsatkichi 10 dB dan kam bo'lgan odatiy optik kuchga ega.1550 nm operatsiya uchun 30-40 dB optik daromad olish mumkin.

1.3 EDFAni amaliy amalga oshirish

Yuqoridagi rasmda WDM ilovasida foydalanilganda amaliy tuzilishi bilan EDFA ning soddalashtirilgan ishlashi tasvirlangan.

Ko'rsatilganidek, u quyidagi asosiy qismlarni o'z ichiga oladi:

• Kirish joyidagi izolyator.Bu EDFA tomonidan ishlab chiqarilgan shovqinning transmitter uchiga tarqalishidan saqlaydi.

• WDM ulagichi.U past quvvatli 1550 nm optik kirish ma'lumot signalini 980 nm to'lqin uzunligida yuqori quvvatli nasos optik signali (lazer kabi nasos manbasidan) bilan birlashtiradi.

• Erbiy qo'shilgan kremniy tolasining kichik qismi.Aslida, bu EDFA ning faol vositasi bo'lib xizmat qiladi.

• Chiqishdagi izolyator.Bu har qanday orqa aks ettirilgan optik signalning erbiy qo'shilgan silika tolasiga kirishining oldini olishga yordam beradi.

Yakuniy chiqish signali qoldiq 980 nm to'lqin uzunligi nasos signali bilan kuchaytirilgan 1550 nm to'lqin uzunligi optik ma'lumotlar signalidir.

Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlar (EDFA) turlari

Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichlarning (EDFA) ikki xil tuzilishi mavjud:

• Birgalikda tarqaladigan nasosli EDFA

• Qarama-qarshi tarqatuvchi nasosli EDFA

Quyidagi rasmda EDFA tuzilmalarida ishlatilishi mumkin bo'lgan qarama-qarshi yo'naltiruvchi nasos va ikki yo'nalishli nasos tuzilmalari ko'rsatilgan.

Turli xil nasos tuzilmalari

Birgalikda tarqaladigan EDFA nasosi past shovqinli past optik quvvatga ega;EDFA qarshi uzatuvchi nasos esa yuqori chiqish optik quvvatini ta'minlaydi, lekin ko'proq shovqin chiqaradi.Odatiy tijorat EDFAda bir vaqtning o'zida birgalikda tarqaladigan va qarshi ko'paytiruvchi nasosga ega ikki yo'nalishli nasos ishlatiladi, bu esa nisbatan bir xil optik daromadga olib keladi.

EDFA ni kuchaytirgich, in-line va oldindan kuchaytirgich sifatida qo'llash

Optik tolali aloqa aloqasining uzoq masofali qo'llanilishida EDFA optik uzatgichning chiqishida kuchaytiruvchi kuchaytirgich, optik tola bilan birga chiziqli optik kuchaytirgich, shuningdek, oldingi kuchaytirgich sifatida ishlatilishi mumkin. Yuqoridagi rasmda ko'rsatilganidek, qabul qiluvchi.

Shuni ta'kidlash kerakki, chiziqli EDFAlar tolaning yo'qolishiga qarab bir-biridan 20-100 km masofada joylashgan.Optik kirish signali 1,55 mkm to'lqin uzunligida, nasos lazerlari esa 1,48 mkm yoki 980 nm to'lqin uzunligida ishlaydi.Erbiy qo'shilgan tolaning odatdagi uzunligi 10-50 m.

EDFAlarda kuchaytirish mexanizmi

Yuqorida aytib o'tilganidek, EDFAdagi kuchaytirish mexanizmi lazerdagi kabi stimulyatsiyalangan emissiyaga asoslangan.Optik nasos signalidan (boshqa lazer tomonidan ishlab chiqarilgan) yuqori energiya yuqori energiya holatida silika tolasidagi dopant erbium ionlarini (Er3+) qo'zg'atadi.Kirish optik ma'lumotlar signali qo'zg'atilgan Erbium ionlarining quyi energiya holatiga o'tishini rag'batlantiradi va natijada bir xil energiyaga, ya'ni kirish optik signali bilan bir xil to'lqin uzunligiga ega fotonlarning nurlanishiga olib keladi.

Energiya darajasi diagrammasi: Erbium ionlari energiya zonasining diskret darajalarini namoyish etadi.Erbium ionlari kremniy tolasiga kiritilganda, ularning har bir energiya darajasi energiya tasmasi hosil qilish uchun bir-biriga yaqin bo'lgan bir qator darajalarga bo'linadi.

1.4 EDFAda kuchaytirish mexanizmi

Populyatsiya inversiyasiga erishish uchun Er3+ ionlari oraliq 2-darajada pompalanadi. Bilvosita usulda (980 nm nasos) Er3+ ionlari doimiy ravishda 1-darajadan 3-darajaga oʻtkaziladi. Undan soʻng radiatsion boʻlmagan parchalanish 2-darajaga boradi. bu erda ular 1-darajaga tushib, 1500-1600 nm kerakli to'lqin uzunligida optik signallarni chiqaradi.Bu 3 darajali kuchaytirish mexanizmi sifatida tanilgan.

Erbium qo'shilgan boshqa mahsulotlar uchun bizning veb-saytimizga qarang.

https://www.erbiumtechnology.com/erbium-laser-glasseye-safe-laser-glass/

E-mail:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Faks: +86-2887897578

Qo'shish: №23, Chaoyang yo'li, Xihe ko'chasi, Longquanyi tumani, Chengdu, 610107, Xitoy.