Erbioz dopatutako zuntz anplifikadoreak (EDFA)

Erbioz dopatutako zuntz anplifikadoreek (EDFA) lur arraroen elementuak erabiltzen dituzte, hala nola, erbioa (Er3+) anplifikazio-medio gisa.Fabrikazio-prozesuan zuntz-nukleoan dopatzen da.Beiraz egindako zuntz zati labur batez (normalean 10 m-koa) osatzen da eta bertan erbio kantitate kontrolatu txiki bat gehitzen zaio ioi moduan (Er3+) dopatzaile gisa.Horrela, silize-zuntzak ostalari-euskarri gisa jokatzen du.Dopanteak (erbioa) dira silize zuntzak baino gehiago uhin-luzera eta irabazien banda zabalera zehazten dutenak.EDFAek, oro har, 1550 nm-ko uhin-luzeraren eskualdean funtzionatzen dute eta 1 Tbps-tik gorako ahalmenak eskain ditzakete.Beraz, oso erabiliak dira WDM sistemetan.

Igorpen estimulatuaren printzipioa EDFAren anplifikazio mekanismorako aplikagarria da.Dopantea (erbio-ioi bat) energia handiko egoeran dagoenean, sarrerako seinale optikoaren fotoi intzidente batek estimulatuko du.Dopanteari bere energiaren zati bat askatzen du eta egonkorrago den energia baxuagora ("emisio estimulatua") itzultzen da.Beheko irudiak EDFA baten oinarrizko egitura erakusten du.

1.1 EDFA baten oinarrizko egitura

Ponpa laser-diodoak normalean uhin-luzerako seinale optiko bat sortzen du (980 nm edo 1480 nm) potentzia handian (~ 10-200 mW).Seinale hau WDM akoplagailuaren bidez silize-zuntzaren erbiodopatuaren sekzioan argi sarrerako seinalearekin lotzen da.Erbio ioiek ponpa-seinalearen energia xurgatuko dute eta haien egoera kitzikatura jauzi egingo dute.Irteerako argi-seinalearen zati bat iragazki optikoaren eta detektagailuaren bidez ponpa-laseraren sarreran itzultzen da.Honek feedback potentzia kontrolatzeko mekanismo gisa balio du, EDFAak anplifikadore autoerregulatzaile gisa egiteko.Elektroi metaegonkor guztiak kontsumitzen direnean, ez da anplifikazio gehiago gertatzen.Hori dela eta, sistema automatikoki egonkortzen da, EDFAren irteerako potentzia optikoa ia konstante mantentzen baita sarrerako potentziaren gorabehera edozein izanda ere, halakorik badago.

1.2 EDFA baten eskema funtzional sinplifikatua

Goiko irudiak EDFA baten eskema funtzional sinplifikatua erakusten du, non laserreko ponpa-seinalea gehitzen zaion sarrerako seinale optiko bati (1480 nm edo 980 nm-tan) WDM akoplagailu baten bidez.

Diagrama honek oso oinarrizko EDF anplifikadore bat erakusten du.Ponparen seinalearen uhin-luzera (50 mW inguruko ponpa-potentzia duena) 1480 nm edo 980 nm-koa da.Ponpa seinale honen zati bat sarrerako seinale optikora transferitzen da igorpen estimulatuaren bidez, Erbioz dopatutako zuntzaren luzera laburrean.5-15 dB inguruko irabazi optiko tipikoa eta 10 dB baino gutxiagoko zarata-zifra du.1550 nm-ko funtzionamendurako, 30-40 dB-ko irabazi optikoa lor daiteke.

1.3 EDFA baten gauzatze praktikoa

Goiko irudiak EDFA baten funtzionamendu sinplifikatu bat erakusten du bere egitura praktikoarekin WDM aplikazioan erabiltzen denean.

Erakusten den bezala, zati nagusi hauek ditu:

• Isolatzaile bat sarreran.Honek EDFA batek sortzen duen zarata igorlearen muturrerantz hedatzea mantentzen du.

• WDM akoplagailu bat.Potentzia baxuko 1550 nm-ko sarrerako datu-seinalea konbinatzen du potentzia handiko ponpaketa-seinale optikoarekin (ponpa iturritik, adibidez, laserra) 980 nm-ko uhin-luzeran.

• Erbioz dopatutako silize zuntzaren zati txiki bat.Izan ere, EDFAren bitarteko aktibo gisa balio du.

• Isolatzaile bat irteeran.Erbioz dopatutako silize zuntzetan atzera islatutako seinale optikorik ez sartzea saihesten laguntzen du.

Azken irteerako seinalea 1550 nm-ko uhin-luzerako datu-seinale optiko anplifikatu bat da, 980 nm-ko uhin-luzerako ponpa-seinale hondar batekin.

Erbioz dopatutako zuntz anplifikadore motak (EDFA)

Erbioz dopatutako zuntz anplifikadoreen (EDFA) bi egitura mota daude:

• EDFA ponpa bateratuarekin

• EDFA kontra-hedakuntza-ponparekin

Beheko irudiak EDFA egituretan erabil daitezkeen ponpa kontra-hedatzailea eta bi norabideko ponpa antolamenduak erakusten ditu.

Ponpa antolamendu desberdinak

EDFA batera hedatzeko ponpa batek irteerako potentzia optiko txikiagoa du zarata txikiarekin;EDFA kontrako hedapen ponpa batek irteerako potentzia optiko handiagoa ematen du, baina zarata handiagoa ere sortzen du.EDFA komertzial tipiko batean, aldibereko ko-hedapena eta kontra-hedapena duen ponpaketa bi-direkzioko ponpa bat erabiltzen da eta horrek irabazi optiko nahiko uniformea ​​lortzen du.

EDFAren aplikazioa booster, in-line eta aurre-anplifikadore gisa

Zuntz optikoko komunikazio-esteka baten iraupen luzeko aplikazioan, EDFAak igorle optikoaren irteeran anplifikadore booster gisa erabil daitezke, lineako anplifikadore optiko bat zuntz optikoarekin batera, baita aurreanplifikadore gisa ere. hargailua, goiko irudian ikusten den moduan.

Kontuan izan daiteke lineako EDFAak 20-100 km-ko distantziara jartzen direla zuntz-galeren arabera.Sarrerako seinale optikoa 1,55 μm-ko uhin-luzeran dago, ponpa-laserrek 1,48 μm edo 980 nm-ko uhin-luzeran funtzionatzen dute.Erbioz dopatutako zuntzaren luzera tipikoa 10-50 m-koa da.

Anplifikazio-mekanismoa EDFAetan

Lehen esan bezala, EDFA baten anplifikazio-mekanismoa laser-en antzeko igorpen estimulatuan oinarritzen da.Bonba optikoko seinalearen energia handiak (beste laser batek sortutakoa) erbio-ioi dopatzaileak (Er3+) kitzikatzen ditu silize-zuntz batean, goiko energia-egoeran.Sarrerako datu optikoen seinaleak kitzitatutako Erbio ioien trantsizioa estimulatzen du energia baxuagoko egoerara eta energia berdina duten fotoien erradiazioa eragiten du, hau da, sarrerako seinale optikoaren uhin-luzera bera.

Energia-mailako diagrama: Erbio ioi libreek energia-bandaren maila diskretuak erakusten dituzte.Erbio ioiak silize zuntz batean dopatzen direnean, haien energia-maila bakoitza lotura estua duten maila batzuetan zatitzen da, energia-banda bat eratzeko.

1.4 Anplifikazio-mekanismoa EDFAn

Populazioaren inbertsioa lortzeko, Er3+ ioiak 2. mailan ponpatzen dira. Zeharkako metodoan (980 nm-ko ponpaketa), Er3+ ioiak etengabe mugitzen dira 1. mailatik 3. mailara. Ondoren, erradiaziorik gabeko desintegrazioa da 2. mailara, non 1. mailara jaisten dira, seinale optikoak nahi den uhin-luzera 1500-1600 nm-an erradiatuz.Hau 3-mailako anplifikazio-mekanismoa bezala ezagutzen da.

Erbioz dopatutako produktu gehiago lortzeko, begiratu gure webgunera.

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

Posta elektronikoa:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Faxa: +86-2887897578

Gehitu: No.23, Chaoyang errepidea, Xihe kalea, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Txina.