Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs)

Ang Erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) naggamit sa talagsaon nga mga elemento sa yuta sama sa erbium (Er3+) isip amplification medium.Kini doped sa fiber core sa panahon sa proseso sa manufacturing.Kini naglangkob sa usa ka mubo nga piraso sa lanot (kasagaran 10 m o labaw pa) nga hinimo sa bildo diin ang gamay nga kontrolado nga gidaghanon sa erbium gidugang isip dopant sa porma sa ion (Er3+).Busa, ang silica fiber naglihok isip usa ka host medium.Kini ang dopants (erbium) imbes nga silica fiber nga nagtino sa operating wavelength ug ang gain bandwidth.Ang mga EDFA kasagarang naglihok sa 1550 nm wavelength nga rehiyon ug makahatag ug kapasidad nga molapas sa 1 Tbps.Busa, sila kaylap nga gigamit sa mga sistema sa WDM.

Ang prinsipyo sa stimulated emission magamit alang sa amplification mechanism sa EDFA.Sa diha nga ang dopant (usa ka erbium ion) anaa sa usa ka high-energy nga estado, usa ka insidente nga photon sa input optical signal makapadasig niini.Nagpagawas kini sa pipila ka kusog niini ngadto sa dopant ug mibalik sa ubos nga kahimtang sa enerhiya (“stimulated emission”) nga mas lig-on.Ang numero sa ubos nagpakita sa batakang istruktura sa usa ka EDFA.

1.1 Batakang istruktura sa usa ka EDFA

Ang pump laser diode kasagarang nagpatunghag optical signal sa wavelength (sa 980 nm o 1480 nm) sa taas nga gahum (~ 10–200 mW).Kini nga signal giubanan sa light input signal sa erbiumdoped nga seksyon sa silica fiber pinaagi sa WDM coupler.Ang mga erbium ion mosuhop niini nga enerhiya sa signal sa bomba ug molukso sa ilang kahinam nga kahimtang.Ang usa ka bahin sa output light signal gi-tap ug gipakaon balik sa input sa pump laser pinaagi sa optical filter ug detector.Nagsilbi kini nga mekanismo sa pagkontrol sa gahum sa feedback aron mahimo ang mga EDFA nga mga amplifier nga nagkontrol sa kaugalingon.Sa diha nga ang tanan nga mga metastable electron naut-ut unya walay dugang nga amplification mahitabo.Busa, ang sistema awtomatik nga nag-stabilize tungod kay ang output optical power sa EDFA nagpabilin nga halos makanunayon bisan pa sa pag-usab-usab sa input power, kon aduna man.

1.2 Gipasayon ​​nga functional schematic sa usa ka EDFA

Ang numero sa ibabaw nagpakita sa gipasimple nga functional schematic sa usa ka EDFA diin ang usa ka pump signal gikan sa laser gidugang sa usa ka input optical signal (sa 1480 nm o 980 nm) pinaagi sa usa ka WDM coupler.

Kini nga diagram nagpakita sa usa ka sukaranan nga EDF amplifier.Ang wavelength sa signal sa bomba (nga adunay gahum sa bomba nga mga 50 mW) kay 1480 nm o 980 nm.Ang ubang bahin niini nga pump signal gibalhin ngadto sa input optical signal pinaagi sa stimulated emission sulod sa mubo nga gitas-on sa Erbium-doped fiber.Kini adunay tipikal nga optical gain nga mga 5-15 dB ug ubos sa 10 dB noise figure.Alang sa 1550 nm nga operasyon, posible nga makakuha og 30-40 dB optical gain.

1.3 Praktikal nga katumanan sa usa ka EDFA

Ang numero sa ibabaw naghulagway sa usa ka gipasimple nga operasyon sa usa ka EDFA nga adunay praktikal nga istruktura kung gigamit sa aplikasyon sa WDM.

Ingon sa gipakita, kini naglakip sa mosunod nga dagkong mga bahin:

• Usa ka isolator sa input.Gipugngan niini ang kasaba nga namugna sa usa ka EDFA gikan sa pagkaylap padulong sa katapusan sa transmitter.

• Usa ka WDM coupler.Gihiusa niini ang low-power 1550 nm optical input data signal nga adunay high-power pumping optical signal (gikan sa pump source sama sa laser) sa 980 nm wavelength.

• Usa ka gamay nga seksyon sa erbium-doped silica fiber.Gani, nagsilbi kini nga aktibong medium sa EDFA.

• Usa ka isolator sa output.Kini makatabang sa pagpugong sa bisan unsa nga back-reflected optical signal gikan sa pagsulod sa erbium-doped silica fiber.

Ang katapusan nga output signal mao ang usa ka amplified 1550 nm wavelength optical data signal uban sa usa ka nahabilin nga 980 nm wavelength pump signal.

Mga Matang sa Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs)

Adunay duha ka matang sa mga istruktura sa Erbium-Doped Fiber Amplifier (EDFAs):

• EDFA nga adunay co-propagating pump

• EDFA nga adunay kontra-propagating nga bomba

Ang numero sa ubos nagpakita sa counter-propagating pump ug bidirectional pump arrangements nga magamit sa EDFA structures.

Lahi nga pump arrangement

Ang usa ka co-propagating pump EDFA adunay mas ubos nga output optical power nga adunay gamay nga kasaba;samtang ang usa ka kontra-propagating nga bomba nga EDFA naghatag og mas taas nga output nga optical power apan nagpatungha usab og mas dako nga kasaba.Sa usa ka tipikal nga komersyal nga EDFA, usa ka bi-directional pump nga adunay dungan nga co-propagating ug counter-propagating pumping ang gigamit nga moresulta sa medyo pare-pareho nga optical gain.

Paggamit sa EDFA isip booster, in-line, ug pre-amplifier

Sa usa ka long-haul nga aplikasyon sa usa ka link sa komunikasyon sa optical fiber, ang mga EDFA mahimong gamiton isip booster amplifier sa output sa optical transmitter, usa ka in-line nga optical amplifier uban sa optical fiber ingon man usa ka pre-amplifier sa wala pa ang receiver, ingon sa gipakita sa ibabaw nga numero.

Mamatikdan nga ang mga in-line nga EDFA gibutang sa 20-100 km nga gilay-on depende sa pagkawala sa fiber.Ang optical input signal anaa sa 1.55 μm wavelength, samtang ang pump lasers naglihok sa 1.48 μm o 980 nm wavelength.Ang kasagarang gitas-on sa Erbium-doped fiber mao ang 10–50 m.

Amplification Mechanism sa mga EDFA

Sama sa gipahayag sa sayo pa, ang mekanismo sa amplification sa usa ka EDFA gibase sa stimulated emission susama sa sa laser.Ang taas nga enerhiya gikan sa optical pump signal (gigama sa laing laser) naghinam-hinam sa dopant erbium ions (Er3+) sa usa ka silica fiber sa taas nga kahimtang sa enerhiya.Ang input optical data signal makapadasig sa transisyon sa naghinam-hinam nga Erbium ions ngadto sa ubos nga kahimtang sa enerhiya ug moresulta sa radyasyon sa mga photon nga adunay parehas nga enerhiya, ie, parehas nga wavelength sa input optical signal.

Diagram sa lebel sa enerhiya: Ang mga libre nga Erbium ion nagpakita sa mga discrete nga lebel sa energy band.Sa diha nga ang Erbium ions gi-doped ngadto sa usa ka silica fiber, ang matag usa sa ilang mga lebel sa enerhiya nabahin ngadto sa usa ka gidaghanon sa mga suod nga may kalabutan nga lebel aron sa pagporma sa usa ka enerhiya band.

1.4 Mekanismo sa pagpadako sa EDFA

Aron makab-ot ang pagbalit-ad sa populasyon, ang Er3+ ions gibomba sa intermediate level 2. Sa dili direkta nga pamaagi (980-nm pumping), ang Er3+ ions padayon nga gibalhin gikan sa level 1 ngadto sa level 3. Gisundan kini sa non-radiatively decay ngadto sa level 2, gikan sa diin sila nahulog sa lebel 1, nagdan-ag sa optical signal sa gitinguha nga wavelength nga 1500-1600 nm.Nailhan kini nga 3-level nga mekanismo sa amplification.

Alang sa dugang nga Erbium-doped nga mga produkto, palihug tan-awa ang among website.

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

E-mail:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Fax: +86-2887897578

Idugang: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, China.