Pagrindinis darbo principas:
The
erbiu legiruotas skaidulinis stiprintuvas (EDFA)yra terpė, kuri naudoja helio jonus energijai konvertuoti. Energijos stiprinimo langelio veikimo bangos ilgio langas yra 1 550 nm, o plotis – 50 am, o tai atitinka šviesolaidžio mažų nuostolių langą. Energijos įpurškimo langas yra 980 nm ir 1 480 nm. Paprastai erbiu legiruotas jonų pluoštas yra paruošiamas kaip EDFA stiprinimo šerdis, ty aktyvioji terpė. Stiprinimo sistema yra trijų lygių lazerio sistema, įpurškiama 980 nm šviesos energija sugeriama helio jonų iki aukštos energijos lygio 4", o lazerio pereinamasis lygis 4n perkeliamas atsipalaidavimo virpesiais. ilgas energijos lygio tarnavimo laikas, didelis akumuliacijos kiekis Suaktyvintos dalelės, kurios rezervuoja didelį energijos kiekį, o paskui signaline šviesa perduoda stimuliuojamą spinduliuotę, gauna padaugintą to paties dažnio ir tos pačios fazės signalą ir grąžina daleles į pagrindinę būseną.Amplifikacijos procese sukeliamas triukšmas yra spontaniška spinduliuotė (Amplified Spontaneous Emission (ASE), kuri yra susijusi su siurblio bangos ilgiu. Apskritai 980 nm lazerinis siurblys yra mažai efektyvus ir mažai triukšmingas , o 1 480 nm lazeris yra labai efektyvus ir triukšmingas. Projektavimo procese bendras šviesolaidinis stiprintuvas EDFA naudoja 980 nm siurbimą; stiprintuvas Booster EDFA perdavimo gale naudoja hibridinį 980 nm ir 1 480 nm siurbimo metodą , ir specialiai sukurta laikmena pagal DWDM reikalavimus optiniams išlyginimo filtrams. Diafragminis plokščias filtras.
Pagrindinė erbiu legiruoto pluošto stiprintuvo (FDFA) struktūra:
Įprastą EDFA sudaro erbiu legiruotas pluoštas, siurblio šaltinis, bangos ilgio padalijimo multiplekseris, optinis izoliatorius ir optinis filtras. Erbiu legiruotas pluoštas užtikrina stiprinimą, siurblio šaltinis užtikrina pakankamą siurblio galią, o bangos ilgio padalijimo multiplekseris sujungia signalinę šviesą ir siurblio šviesą į erbiu legiruotą pluoštą. Optinis izoliatorius užtikrina vienpusį šviesos perdavimą, kad šviesos atspindžiai nesudarytų optinių virpesių, o grįžtamasis ryšys nesukeltų signalo lazerio veikimo sutrikimų. Optinio filtro vaidmuo yra išfiltruoti ASE triukšmą optiniame stiprintuve ir pagerinti EDFA signalo ir triukšmo santykį. Paprastai EDFA yra trijų tipų siurbliai: bendros krypties siurblys, atvirkštinis siurblys ir dvipusis siurblys. Siekiant užtikrinti, kad EDFA stiprinimas būtų pastovus (ty tiesinis pirminio stiprintuvo ir linijos stiprintuvas) arba išėjimo galia būtų pastovi (ty soties galios stiprintuvas perdavimo gale), būtina suprojektuoti pagalbinė grandinė, skirta stebėti EDFA įvesties ir išėjimo galią, taip pat siurbimo šaltinį. Darbo būklė yra stebima ir kontroliuojama. Remiantis stebėjimo rezultatais, siurblio šviesos šaltinio darbiniai parametrai yra tinkamai sureguliuoti, kad EDFA veiktų optimaliai. Be to, pagalbinėje grandinės dalyje taip pat yra grandinės, skirtos apsaugos funkcijoms, tokioms kaip automatinis temperatūros valdymas ir automatinis galios valdymas.
Pagrindinis erbiu legiruoto pluošto stiprintuvo (EDFA) veikimas:
Pagrindinis EDFA veikimas atsispindi stiprinant, išėjimo galioje ir triukšme, taip pat pralaidumu ir išlyginimu.
1. Stiprinimo charakteristikos Stiprinimo charakteristikos parodo optinio stiprintuvo išėjimo galios ir įėjimo galios santykio stiprinimo galimybes. Jis susijęs su įvairiais veiksniais, paprastai išreiškiamais dB, o dažniausiai naudojamas stiprinimo koeficientas yra nuo 15 iki 40 dB. Apskritai, padidėjimas yra tiesiogiai susijęs su siurblio galia ir erbiu legiruoto pluošto ilgiu. Geriausią vertę galima rasti eksperimentuojant.
2. Išėjimo galios charakteristikos Kad būtų sukurtas idealus tiesinis optinis stiprintuvas, optinis signalas gali būti sustiprintas ir išvedamas tuo pačiu stiprėjimu, nepaisant įvesties optinės galios. Siekiant užtikrinti šią sąlygą, paprastai tik įvedant nedidelį optinį signalą, optinio signalo, sustiprinto pakankamu stiprėjimu, išvesties nepakanka, kad sumažėtų į lazerį įleidžiamos siurblio galios energijos lygio dalelių skaičius. Tačiau kai įvesties optinė galia yra pakankamai didelė, įpurškiamos galios nepakanka, kad kompensuotų išėjimo galią po stiprinimo, todėl apverstų dalelių skaičius yra prisotintas ir sumažintas, todėl sumažėja išėjimo optinė galia, o tai turi įtakos mažėjimui. stiprinimo koeficiento, ty stiprinimo prisotinimo. , kad stiprinimas patektų į netiesinio stiprinimo soties sritį. Didžiausia EDFA išvesties galia paprastai išreiškiama 3 dB prisotinta išvesties galia, kuri atitinka išėjimo galią, kai prisotinimo stiprinimas sumažėja 3 dB, atspindėdamas didžiausią EDFA išėjimo galią. EDFA prisotinimo išėjimo charakteristikos yra susijusios su siurblio galia, erbiu legiruoto pluošto ilgiu ir struktūra. Kuo didesnė siurblio optinė galia, tuo didesnė 3 dB prisotinta išėjimo galia; kuo ilgesnis erbiu legiruoto pluošto ilgis, tuo didesnė 3 dB prisotinta išėjimo galia.
x
