Kas ir Edfa un Eydfa?

EDFA ir aktīva optiskā ierīce, kas pastiprina vājus 1550 nm optiskos signālus, dopējot optiskās šķiedras kodolu ar retzemju elementu "erbium (er)", izmantojot erbija jonu stimulēto emisijas efektu.

Galvenās funkcijas:zems troksnis, augsts ieguvums, plašs joslas platums

Ostas:

1. Signāla ieejas ports (IN): Pievienojiet vājo 1550 nm signālu, kas jāapstiprina (piemēram, signāls pēc optiskās šķiedras pārraides zudumiem vai vājais signāls pirms uztvērēja). Ievades jauda parasti ir no -30 līdz -10 dBm, un tai jāatbilst optiskās šķiedras veidam (piemēram, SMF -28).

2. Signāla izejas ports (OUT): izvada pastiprinātu 1550nm signālu (turpmākai pārraidei vai uztveršanai). Izejas jauda parasti ir no 0 līdz 20dbm (Milliwatts līmenis) ar zemu atstarošanas dizainu (lai izvairītos no signāla atgriešanās traucējumiem).

3. Sūkņa ports: savieno ar sūkņa lāzeru, lai nodrošinātu Erbium jonu ierosmes enerģiju (galvenās enerģijas ievades ports). Galvenais sūkņa viļņu garums: 980nm (zems troksnis) vai 1480nm (augsts ieguvums); sūkņa jauda 100 ~ 500MW.

4. Monitoringa ports (pirmdiena): ekstrakti 1% ~ 5% no izejas signāla reālai - pastiprināta signāla jaudas un viļņa garuma stabilitātes laika uzraudzībai (operatīvai lietošanai). Izejas jauda ir daudz zemāka par galveno signālu (parasti -20 ~ -10dbm), kas neietekmē galvenā signāla pārraidi.

Darbības princips:

1. Sūkņa ierosme (enerģijas iesmidzināšana) Sūkņa lāzers injicē 980nm/1480nm sūkņa gaismu caur “sūkņa portu”, un er³⁺ joni kodolā absorbē sūknēšanas enerģiju, pārejot no zemes stāvokļa (4i₁₅/₂) uz augstu - enerģijas satraukumu (980nm sūknis → 4i₁₁/₂; 1480nm.

2. Iedzīvotāju inversija (amplifikācijas nosacījums) Augstais - enerģija Er³⁺ joni ir ļoti nestabili un ātri nomet metastabilu stāvokli (4i₁₃/₂), izmantojot "non -} Atstarojošu pāreju" (ar apmēram 10 ms. Darbības laiks, ļaujot ilgstoši -}} Termiņa saglabāšana); Ja metastable stāvoklī esošo erekcijas jonu skaits ievērojami pārsniedz zemes stāvokļa jonu skaitu, notiek "populācijas apgrieziena" (optiskās pastiprināšanas pamatnoteikums).

3. Signāla pastiprināšana (stimulēta emisija) 1550nm signāla gaisma, kas jāapstiprina, ievada erbium - leģētu šķiedru caur “ieejas portu”. Signāla gaismas fotonu enerģija lieliski atbilst pārejas enerģijai no metastable stāvokļa līdz erināšanas jonu zemes stāvoklim, aizraujot metastabilos er³⁺ jonus, lai ātri pārietu atpakaļ uz zemes stāvokli un atbrīvotu jaunus fotonus, kas ir identiski frekvencei, fāzei un polarizācijai uz signāla gaismu; Šie jaunie fotoni, kas supervadītiski apvienojas ar sākotnējo signāla gaismu, sasniedzot signāla jaudas "eksponenciālu pastiprināšanu", kas galu galā izvada caur "izejas portu".

Pieteikumi:

1. Garš - attāluma optiskās šķiedras sakaru mugurkaula tīkls, kas kalpo kā "līnijas pastiprinātājs", kas izvietots starppilsētu un transoceanic optiskajos kabeļos, lai kompensētu signāla vājināšanu.

2. Optiskās šķiedras sakaru terminālis, kur uztvērēja gals darbojas kā iepriekš {- pastiprinātājs, lai pastiprinātu vājus signālus, uzlabojot mobilo bāzes staciju uztverošo jutīgumu un optiskos modemus. Pārsūtītāja galu tas darbojas kā jaudas pastiprinātājs, lai nedaudz palielinātu pārraides jaudu, piemēram, 5G bāzes staciju optisko signālu.

3. CATV (kabeļtelevīzijas) sistēmās, pastiprinot televīzijas signālus 1550nm viļņu garuma diapazonā, lai sasniegtu simtiem kilometru pārklājumu, izvairoties no attēla kvalitātes degradācijas vājināšanās dēļ.

4. Optiskās šķiedras sensoru sistēmas, pastiprinot vājus optiskos signālus no celma un temperatūras sensoriem, piemēram, reāliem - tiltu un eļļas un gāzes cauruļvadu laika uzraudzību, pagarinot sensora attālumu (līdz vairāk nekā 100 kilometriem).

Dopinga gan erbija jonu, gan ytterbium jonu dopinga jonos optiskās šķiedras kodolā, izmantojot ytterbium jonu mehānismu "efektīvi absorbē sūkņa gaismu un pārnesot enerģiju uz erbija joniem", sasniedz augstas jaudas optiskās signāla pastiprināšanas ierīces 1550 nm viļņa garuma joslā, pārejot caur EDFA jaudu.

Galvenās funkcijas:Salīdzinot ar EDFA, tam ir augstāka sūkņa absorbcijas efektivitāte, spēcīgāka augstas jaudas tolerance un lielāka izejas jauda.

Ostas:

1. Signāla ieejas ports (IN): savieno ar 1550 nm signālu (vāja vai vidēja jaudas signāls) ar plašāku ieejas jaudas diapazonu (no -20 līdz 0dbm) un augstas jaudas toleranci (lai izvairītos no izdegšanas).

2. Signāla izejas ports (OUT): izvada augstas jaudas 1550 nm signālu (lāzera lietojumiem vai lielas jaudas pārraidei) ar izejas jaudu no 1W līdz 1kW (no vatiem līdz kilovates līmenim), kam ir nepieciešams augstas jaudas savienotāji (piemēram, FC/APC lielas jaudas versija), ar apdeguma aizsardzības un gaismas noplūdes novēršanu.

3. Sūkņa ports: kombinācijā var ievadīt vairākus sūkņus, lai palielinātu kopējo sūkņa jaudu (augstas jaudas izejas kodols). Galvenie sūkņa viļņu garumi: 808 nm (zemas izmaksas) vai 915 nm (augsta efektivitāte); Viena sūkņa jauda no 5 līdz 20 W kopējā vairāku sūkņu jauda var sasniegt vairāk nekā 50W.

4. Uzraudzības/vadības ports: ① uzrauga izejas jaudu un temperatūru (lai izvairītos no pārkaršanas); ② Ārējais vadības modulis sūkņa jaudas/pastiprināšanas pielāgošanai. Monitoringa ports ekstraktē no 0,1% līdz 1% no signāla (lai neietekmētu augstas jaudas jaudu); Vadības ports atbalsta RS485/Ethernet protokolu.

Darbības princips:

1. Sūkņa ierosme (Ytterbium jonu preference) Multi - sūkņa lāzeri Injicē sūkņa gaismu 808nm/915nm caur “sūkņa portu”. Ytterbium joni (YB³⁺) šķiedras kodolā, kas ir priekšroku enerģijai, pārejot no zemes stāvokļa (²F₇/₂) uz ierosināto stāvokli (²F₅/₂).

2. Enerģijas pārnešana (Ytterbium līdz erbium) ierosinātie ytterbium joni tieši neizstaro fotonus; Tā vietā tie efektīvi pārvieto enerģiju blakus esošajiem erbija joniem (er³⁺), izmantojot "non - radiatīvo enerģijas pārnešanu", ļaujot erbija joniem pāriet no zemes stāvokļa (4i₁₅/₂) uz metastabilu stāvokli (4i₁₃/₂). Šis solis attiecas uz zemo Erbium jonu tiešās sūkņa gaismas absorbcijas efektivitāti EDFA un izvairās no enerģijas atkritumiem, ko izraisa augsta erbija jonu koncentrācija.

3. Signāla pastiprināšana (Erbium jonu stimulēta emisija) atbilst EDFA: 1550NM signāla gaisma aizrauj metastabilus erbija jonus uz pāreju, atbrīvojot frekvenci - saskaņotus fotonus, lai sasniegtu signāla pastiprināšanu. Sakarā ar spēcīgāku enerģiju, ko pārnēsā Ytterbium joni, tas var atbalstīt augstākas jaudas signāla izvadi (vat - līmenis / kilovats - līmenis).

Pieteikumi:

1. Augsts - barošanas šķiedru sakari, ko izmanto kā "jaudas pastiprinātāju" Metropolitan Area tīkliem un piekļuves tīkliem, palielina daudzu - kanāla signālu kopējo izejas jaudu, piemēram, priekšpilsētas optiskajos tīklos, kas aptver vairāk nekā 50 kilometrus.

2. Rūpnieciski - pakāpes šķiedru lāzeri, kas kalpo kā galvenās pastiprināšanas ierīces, izejas kilovats - 1550 nm lāzeru līmenis, ko izmanto metāla griešanai (nerūsējošais tērauds, alumīnija sakausējums), metināšana un virsmas apstrāde (piemēram, automobiļu ražošana, kosmosa).

3. Medicīnas lāzera aprīkojums, izvadīšana vat - līmeņa lāzeri, ko izmanto oftalmoloģiskai ķirurģijai (piemēram, kataraktas ārstēšana), dermatoloģiskas procedūras (piemēram, pigmentācijas noņemšana, matu noņemšana) {}}} 1550nm viļņa garumam ir mērena audu iespiešanās cilvēka ķermenī ar minimālu kaitējumu.

4. Kosmosa optiskā komunikācija, kur EyDFA darbojas kā zemes stacijas jaudas pastiprinātājs satelītā - līdz - zemes lāzera sakariem, izvadot augstu - strāvas signālus, lai pārvarētu atmosfēras zaudējumus, piemēram, Laser datu pārraidi no beidou satelītiem.

5. Zinātnisko pētījumu jomā, ko izmanto lāzera spektrālajai analīzei, LIDAR (piemēram, atmosfēras piesārņotāju uzraudzība) un kā inerciālas ieslodzījuma saplūšanas (ICF) lāzera virzītājspēks.