Technická schéma systému zosilňovača L-band EDFA

1. Erbiom dopované vlákno
Erbium je prvok vzácnych zemín s atómovým číslom 68 a atómovou hmotnosťou 167,3.Elektronická energetická hladina erbiového iónu je znázornená na obrázku a prechod z nižšej energetickej hladiny na hornú energetickú hladinu zodpovedá procesu absorpcie svetla.Zmena z hornej úrovne energie na nižšiu úroveň energie zodpovedá procesu vyžarovania svetla.

p1

2. Princíp EDFA

p2

EDFA používa vlákno dopované erbiovými iónmi ako médium zisku, ktoré vytvára inverziu populácie pri svetle pumpy.Realizuje stimulované zosilnenie žiarenia pri indukcii signálneho svetla.
Ióny erbia majú tri energetické úrovne.Sú na najnižšej energetickej hladine E1, keď ich nevzrušuje žiadne svetlo.Keď je vlákno nepretržite excitované laserom zdroja svetla pumpy, častice v základnom stave získavajú energiu a prechádzajú na vyššiu energetickú hladinu.Ako je prechod z E1 do E3, pretože častica je nestabilná na vysokej energetickej úrovni E3, rýchlo spadne do metastabilného stavu E2 v procese nežiariaceho prechodu.Na tejto energetickej úrovni majú častice relatívne dlhú životnosť.V dôsledku nepretržitého budenia zdroja svetla pumpy sa počet častíc na energetickej úrovni E2 bude naďalej zvyšovať a počet častíc na energetickej úrovni E1 sa bude zvyšovať.Týmto spôsobom sa vo vlákne dopovanom erbiom realizuje distribúcia inverzie populácie a sú dostupné podmienky na učenie optického zosilnenia.
Keď sa energia fotónu vstupného signálu E=hf presne rovná rozdielu energetických hladín medzi E2 a E1, E2-E1=hf, častice v metastabilnom stave prejdú do základného stavu E1 vo forme stimulovaného žiarenia.Žiarenie a vstup Fotóny v signáli sú identické s fotónmi, čím sa výrazne zvyšuje počet fotónov, čím sa vstupný optický signál stáva silným výstupným optickým signálom vo vlákne dotovanom erbiom, čím sa realizuje priame zosilnenie optického signálu. .

2. Schéma systému a základné predstavenie zariadenia
2.1.Schematický diagram L-pásmového optického zosilňovača systému je nasledovný:

p3

2.2.Schematický diagram systému svetelného zdroja ASE pre spontánnu emisiu vlákna dopovaného erbiom je nasledovný:

p4

Predstavenie zariadenia

1.ROF -EDFA -High Power Erbium Doped Fiber Zosilňovač

Parameter Jednotka Min Typ Max
Rozsah prevádzkových vlnových dĺžok nm 1525   1565
Výkonový rozsah vstupného signálu dBm -5   10
Saturačný výstupný optický výkon dBm     37
Stabilita optického výkonu saturačného výstupu dB     ±0,3
Index hluku @ vstup 0dBm dB   5.5 6.0
Vstupná optická izolácia dB 30    
Výstupná optická izolácia dB 30    
Vstupná návratová strata dB 40    
Strata návratnosti výstupu dB 40    
Zisk závislý od polarizácie dB   0,3 0,5
Polarizačná vidová disperzia ps     0,3
Netesnosť vstupného čerpadla dBm     -30
Netesnosť výstupného čerpadla dBm     -30
Prevádzkové napätie V (AC) 80   240
Typ vlákna  

SMF-28

Výstupné rozhranie  

FC/APC

Komunikačné rozhranie  

RS232

Veľkosť balíka modul mm

483 × 385 × 88 (2U rack)

Desktop mm

150 × 125 × 35

2.ROF -EDFA -B výkonový zosilňovač s vláknom dopovaným erbiom

Parameter

Jednotka

Min

Typ

Max

Rozsah prevádzkových vlnových dĺžok

nm

1525

 

1565

Výkonový rozsah výstupného signálu

dBm

-10

   
Malý zisk signálu

dB

 

30

35

Rozsah saturačného optického výstupu *

dBm

 

17/20/23

 
Hlukové číslo**

dB

 

5.0

5.5

Vstupná izolácia

dB

30

   
Výstupná izolácia

dB

30

   
Polarizačný nezávislý zisk

dB

 

0,3

0,5

Polarizačná vidová disperzia

ps

   

0,3

Netesnosť vstupného čerpadla

dBm

   

-30

Netesnosť výstupného čerpadla

dBm

   

-40

Prevádzkové napätie

modul

V

4,75

5

5.25

pracovnej plochy

V (AC)

80

 

240

Optické vlákno  

SMF-28

Výstupné rozhranie  

FC/APC

Rozmery

modul

mm

90×70×18

pracovnej plochy

mm

320 × 220 × 90

           

3. Model ROF -EDFA -P Vláknový zosilňovač dopovaný erbiom

Parameter

Jednotka

Min

Typ

Max

Rozsah prevádzkových vlnových dĺžok

nm

1525

 

1565

Výkonový rozsah vstupného signálu

dBm

-45

   
Malý zisk signálu

dB

 

30

35

Rozsah saturačného optického výkonu *

dBm

 

0

 
Index hluku **

dB

 

5.0

5.5

Vstupná optická izolácia

dB

30

   
Výstupná optická izolácia

dB

30

   
Zisk závislý od polarizácie

dB

 

0,3

0,5

Polarizačná vidová disperzia

ps

   

0,3

Netesnosť vstupného čerpadla

dBm

   

-30

Netesnosť výstupného čerpadla

dBm

   

-40

Prevádzkové napätie

modul

V

4,75

5

5.25

Desktop

V (AC)

80

 

240

Typ vlákna  

SMF-28

Výstupné rozhranie  

FC/APC

Veľkosť balíka

modul

mm

90*70*18

Desktop

mm

320*220*90