Toimintaperiaate:
The
erbium-seostettu kuituvahvistin (EDFA)on väliaine, joka käyttää heliumioneja energian muuntamiseen. Energian vahvistusikkunan toiminta-aallonpituusikkuna on 1 550 nm ja leveys 50 am, mikä on yhdenmukainen kuidun pienihäviöisen ikkunan kanssa. Energian ruiskutusikkuna on 980 nm ja 1 480 nm. Yleensä erbium-seostettu ionikuitu valmistetaan EDFA-vahvistusytimeksi eli aktiiviseksi väliaineeksi. Vahvistusjärjestelmä on laserin kolmitasoinen järjestelmä, jossa heliumionit absorboivat injektoitua valoenergiaa 980 nm korkealle energiatasolle 4", ja laserin siirtymätaso 4n siirtyy relaksaatiovärähtelyn vaikutuksesta. energiatason pitkä käyttöikä, suuri määrä kertymistä Aktivoituneet hiukkaset, jotka varaavat suuren määrän energiaa ja sitten läpäisevät stimuloidun säteilyn signaalivalolla, saavat moninkertaisen signaalin, jolla on sama taajuus ja sama vaihe, ja palauttavat hiukkaset perustilaan Vahvistusprosessissa indusoitunut kohina on spontaani säteily (Amplified Spontaneous Emission (ASE), joka liittyy pumpun aallonpituuteen. Yleisesti ottaen 980 nm:n laserpumppu on alhainen hyötysuhde ja hiljainen , kun taas 1 480 nm laser on erittäin tehokas ja meluisa. Suunnitteluprosessissa yleinen esikuituvahvistin EDFA käyttää 980 nm:n pumppausta ja Booster EDFA lähetyspäässä käyttää hybridipumppausmenetelmää 980 nm ja 1 480 nm , ja erityisesti suunniteltu media DWDM-vaatimusten mukaisesti optisille taajuuskorjaussuotimille. Kalvoinen litteä suodatin.
Erbium-seostetun kuituvahvistimen (FDFA) perusrakenne:
Tyypillinen EDFA koostuu erbium-seostetusta kuidusta, pumppulähteestä, aallonpituusjakomultiplekseristä, optisesta isolaattorista ja optisesta suodattimesta. Erbium-seostettu kuitu antaa vahvistusta, pumppulähde tarjoaa riittävän pumpun tehon ja aallonpituusjakomultiplekseri yhdistää signaalivalon ja pumppuvalon erbiumseosteiseksi kuiduksi. Optinen eristin varmistaa yksisuuntaisen valon läpäisyn estääkseen valon heijastukset muodostamasta optisia värähtelyjä ja takaisinkytkentävalo aiheuttaa häiriöitä signaalilaserin toimintatilassa. Optisen suodattimen tehtävänä on suodattaa pois optisen vahvistimen ASE-kohina ja parantaa EDFA:n signaali-kohinasuhdetta. Tavallisesti EDFA:ssa on kolme pumpputyyppiä: yhteissuuntainen pumppu, käänteinen pumppu ja kaksisuuntainen pumppu. Sen varmistamiseksi, että EDFA:n vahvistus on vakio (eli esivahvistimen ja linjan lineaarinen vahvistin) tai lähtöteho on vakio (eli kyllästystehon vahvistin lähetyspäässä), on tarpeen suunnitella apupiiri, joka valvoo EDFA:n tulo- ja lähtötehoa sekä pumppauslähdettä. Työn tilaa valvotaan ja valvotaan. Valvontatulosten mukaan pumpun valonlähteen toimintaparametrit on säädetty asianmukaisesti, jotta EDFA toimii optimaalisessa tilassa. Lisäksi apupiiriosassa on myös suojaustoimintojen, kuten automaattisen lämpötilan säädön ja automaattisen tehonsäädön, piirit.
Erbium-seosteisen kuituvahvistimen (EDFA) perussuorituskyky:
EDFA:n perussuorituskyky näkyy vahvistuksessa, lähtötehossa ja kohinassa sekä kaistanleveydessä ja taajuuskorjauksessa.
1. Vahvistusominaisuudet Vahvistusominaisuudet edustavat optisen vahvistimen lähtötehon suhteen ottotehoon vahvistuskykyä. Se liittyy useisiin tekijöihin, yleensä ilmaistuna dB:nä, ja yleisesti käytetty vahvistuskerroin on 15-40 dB. Yleensä vahvistus liittyy suoraan pumpun tehoon ja myös erbium-seostetun kuidun pituuteen. Paras arvo löytyy kokeilemalla.
2. Lähtötehon ominaisuudet Ihanteellisessa lineaarisessa optisessa vahvistimessa optista signaalia voidaan vahvistaa ja lähettää samalla vahvistuksella optisesta tulotehosta riippumatta. Tämän tilan varmistamiseksi, yleensä vain pientä optista signaalia syötettäessä, riittävällä vahvistuksella vahvistetun optisen signaalin ulostulo ei riitä vähentämään laseriin ruiskutetun pumpun tehon energiatason hiukkasten määrää. Kuitenkin, kun optinen tuloteho on riittävän suuri, injektoitu teho ei riitä kompensoimaan ulostulotehoa vahvistuksen jälkeen, jolloin käänteisten hiukkasten määrä kyllästyy ja vähenee ja siten optinen lähtöteho pienenee, mikä vaikuttaa laskuun. vahvistuskertoimesta eli vahvistuksen kyllästymisestä. , niin että vahvistus tulee epälineaarisen vahvistuksen kyllästymisalueelle. EDFA:n maksimilähtöteho ilmaistaan yleensä 3 dB:n kyllästetyllä lähtöteholla, joka vastaa lähtötehoa, kun kyllästysvahvistus laskee 3 dB, mikä kuvastaa EDFA:n maksimilähtötehoa. EDFA:n kyllästyslähtöominaisuudet liittyvät pumpun tehoon, erbiumseostetun kuidun pituuteen ja rakenteeseen. Mitä suurempi pumpun optinen teho on, sitä suurempi on 3 dB:n kyllästetty lähtöteho; mitä pidempi erbium-seostettu kuidun pituus, sitä suurempi on 3 dB kyllästetty lähtöteho.
x
