Prinsip və tətbiqiEDFA erbium qatqılı lif gücləndiricisi
Əsas strukturuEDFAəsasən aktiv mühitdən (onlarla metr uzunluğunda aşqarlanmış kvars lifi, nüvənin diametri 3-5 mikron, dopinq konsentrasiyası (25-1000)x10-6), nasos işıq mənbəyi (990 və ya 1480nm LD), optik birləşdirici və optik izolyatordan ibarət olan erbium qatqılı lif gücləndiricisi. Siqnal işığı və nasos işığı Erbium lifində eyni istiqamətdə (birgə nasos), əks istiqamətdə (əks nasos) və ya hər iki istiqamətdə (iki istiqamətli nasos) yayıla bilər. Siqnal işığı və nasos işığı eyni vaxtda erbium lifinə vurulduqda, erbium ionu nasos işığının təsiri altında yüksək enerji səviyyəsinə (üç səviyyəli sistem) həyəcanlanır və tezliklə metastabil səviyyəyə qədər çürüyür. Baş verən siqnal işığının təsiri altında əsas vəziyyətə qayıtdıqda, siqnal işığına uyğun foton yayılır, beləliklə siqnal gücləndirilir. Onun gücləndirilmiş spontan emissiya (ASE) spektri böyük bant genişliyinə (20-40nm-ə qədər) malikdir və müvafiq olaraq 1530nm və 1550nm-ə uyğun gələn iki zirvəyə malikdir.
Əsas üstünlükləriEDFA gücləndiricisiyüksək qazanc, böyük bant genişliyi, yüksək çıxış gücü, yüksək nasos səmərəliliyi, aşağı daxiletmə itkisi və qütbləşmə vəziyyətlərinə həssaslıqdır.
Erbium qatqılı lif gücləndiricisinin iş prinsipi
Erbium qatqılı lif gücləndiricisi（EDFA Optik Gücləndirici） əsasən erbium qatqılı lifdən (uzunluğu təxminən 10-30 m) və nasos işıq mənbəyindən ibarətdir. İş prinsipi ondan ibarətdir ki, erbium qatqılı lif pompalanan işıq mənbəyinin (dalğa uzunluğu 980 nm və ya 1480 nm) təsiri altında stimullaşdırılmış radiasiya yaradır və şüalanan işıq giriş işığı siqnalının dəyişməsi ilə dəyişir, bu da giriş işıq siqnalının gücləndirilməsinə bərabərdir. Nəticələr göstərir ki, Erbium qatqılı lif gücləndiricisinin qazancı adətən 15-40 db təşkil edir və rele məsafəsi 100 km-dən çox artırıla bilər. Beləliklə, insanlar soruşmağa kömək edə bilmirlər: nə üçün elm adamları işıq dalğalarının intensivliyini artırmaq üçün lif gücləndiricisində qatqılı erbiumdan istifadə etməyi düşündülər? Biz bilirik ki, erbium nadir torpaq elementidir və nadir torpaq elementləri özünəməxsus struktur xüsusiyyətlərinə malikdir. Optik cihazlarda nadir torpaq elementlərinin dopinq edilməsi optik cihazların işini yaxşılaşdırmaq üçün uzun müddət istifadə edilmişdir, buna görə də bu təsadüfi amil deyil. Bundan əlavə, niyə nasos işıq mənbəyinin dalğa uzunluğu 980nm və ya 1480nm-də seçilir? Əslində, nasos işıq mənbəyinin dalğa uzunluğu 520nm, 650nm, 980nm və 1480nm ola bilər, lakin təcrübə sübut etdi ki, 1480nm nasos işıq mənbəyi lazer səmərəliliyinin dalğa uzunluğu ən yüksəkdir, sonra 980nm nasos işıq mənbəyinin dalğa uzunluğu.
Fiziki quruluş
Erbium qatqılı lif gücləndiricisinin əsas quruluşu（EDFA Optik Gücləndirici）. Giriş ucunda və çıxış ucunda bir izolyator var, məqsəd optik siqnalın birtərəfli ötürülməsini təmin etməkdir. Nasos həyəcanlandırıcısı 980nm və ya 1480nm dalğa uzunluğuna malikdir və enerji təmin etmək üçün istifadə olunur. Bağlayıcının funksiyası giriş optik siqnalını və nasos işığını erbium qatqılı lifə birləşdirmək və nasos işığının enerjisini erbium qatqılı lifin təsiri ilə giriş optik siqnalına ötürməkdir ki, giriş optik siqnalının enerji gücləndirilməsini həyata keçirsin. Daha yüksək çıxış optik gücü və daha aşağı səs-küy indeksi əldə etmək üçün praktikada istifadə edilən Erbium qatqılı lif gücləndiricisi bir-birini təcrid etmək üçün ortada izolyatorları olan iki və ya daha çox nasos mənbəyinin strukturunu qəbul edir. Daha geniş və daha düz qazanc əyrisi əldə etmək üçün qazanc düzləşdirici filtr əlavə edilir.
EDFA beş əsas hissədən ibarətdir: Erbium qatqılı lif (EDF), Optik birləşdirici (WDM), optik izolyator (ISO), Optik Filtr və Nasos Təchizatı. Ümumi istifadə olunan nasos mənbələrinə 980nm və 1480nm daxildir və bu iki nasos mənbəyi daha yüksək nasos səmərəliliyinə malikdir və daha çox istifadə olunur. 980nm nasos işıq mənbəyi səs-küy əmsalı aşağıdır; 1480nm nasos işıq mənbəyi daha yüksək nasos səmərəliliyinə malikdir və daha böyük çıxış gücü əldə edə bilər (980nm nasos işıq mənbəyindən təxminən 3dB yüksək).
üstünlük
1. İşləyən dalğa uzunluğu tək rejimli lifin minimum zəifləmə pəncərəsinə uyğundur.
2. Yüksək birləşmə səmərəliliyi. Fiber gücləndiricisi olduğundan ötürücü liflə birləşmək asandır.
3. Yüksək enerjiyə çevrilmə səmərəliliyi. EDF-nin nüvəsi ötürmə lifindən daha kiçikdir və siqnal işığı və nasos işığı EDF-də eyni vaxtda ötürülür, buna görə optik tutum çox cəmləşmişdir. Bu, işıq və qazanc mühiti Er ionu arasındakı qarşılıqlı əlaqəni erbium qatqılı lifin müvafiq uzunluğu ilə birləşərək çox dolğun edir, beləliklə, işıq enerjisinin çevrilmə səmərəliliyi yüksəkdir.
4. Yüksək qazanc, aşağı səs-küy indeksi, böyük çıxış gücü, kanallar arasında aşağı keçid.
5. Sabit qazanc xüsusiyyətləri: EDFA temperatura həssas deyil və qazancın qütbləşmə ilə az əlaqəsi var.
6. Qazanma xüsusiyyəti sistemin bit sürətindən və məlumat formatından asılı deyil.
çatışmazlıq
1. Qeyri-xətti effekt: EDFA lifə vurulan optik gücü artırmaqla optik gücü gücləndirir, lakin nə qədər böyük olsa, bir o qədər yaxşıdır. Optik güc müəyyən dərəcədə artırıldıqda, optik lifin qeyri-xətti təsiri yaranacaq. Buna görə də, fiber optik gücləndiricilərdən istifadə edərkən, bir kanallı daxil olan fiber optik gücə nəzarət dəyərinə diqqət yetirilməlidir.
2. Qazanc dalğa uzunluğunun diapazonu sabitdir: C-band EDFA-nın işçi dalğa uzunluğu diapazonu 1530nm~1561nm-dir; L-band EDFA-nın işləmə dalğa uzunluğu diapazonu 1565nm ~ 1625nm-dir.
3. Qeyri-bərabər qazanc bant genişliyi: EDFA erbium qatqılı lif gücləndiricisinin qazanc bant genişliyi çox genişdir, lakin EDF-nin qazanc spektri düz deyil. WDM sistemində qazancı düzəltmək üçün qazanc düzləşdirici filtr qəbul edilməlidir.
4. İşıq artımı problemi: İşıq yolu normal olduqda, nasos işığı ilə həyəcanlanan erbium ionları siqnal işığı tərəfindən aparılır və beləliklə siqnal işığının gücləndirilməsi tamamlanır. Giriş işığı kəsilərsə, metastabil erbium ionları yığılmağa davam etdiyi üçün, siqnal işığının girişi bərpa edildikdən sonra enerji sıçrayacaq və nəticədə işığın artımı baş verəcəkdir.
5. Optik dalğalanmanın həlli EDFA-da avtomatik optik gücün azaldılması (APR) və ya avtomatik optik gücün söndürülməsi (APSD) funksiyasını həyata keçirməkdir, yəni EDFA avtomatik olaraq gücü azaldır və ya heç bir giriş işığı olmadıqda gücü avtomatik olaraq söndürür və bununla da dalğalanma fenomeninin baş verməsini dayandırır.
Tətbiq rejimi
1. Gücləndirici Gücləndirici gücləndirici dalğadan sonra çoxsaylı dalğa uzunluqlu siqnalların gücünü artırmaq və sonra onları ötürmək üçün istifadə olunur. Gücləndirici dalğadan sonra siqnal gücü ümumiyyətlə böyük olduğundan, güc gücləndiricisinin səs-küy indeksi və qazancı çox yüksək deyil. Nisbətən böyük çıxış gücünə malikdir.
2. Xətt gücləndiricisi, güc gücləndiricisindən sonra, Xətt ötürülməsi itkisini vaxtaşırı kompensasiya etmək üçün istifadə olunur, ümumiyyətlə nisbətən kiçik səs-küy indeksi və böyük bir çıxış optik gücü tələb olunur.
3. Əvvəlcədən gücləndirici: Splitterdən əvvəl və xətt gücləndiricisindən sonra siqnalı gücləndirmək və qəbuledicinin həssaslığını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur (optik siqnalın səs-küy nisbəti (OSNR) tələblərə cavab verdiyi təqdirdə, daha böyük giriş gücü qəbuledicinin səs-küyünü yatıra bilər və qəbuledicinin həssaslığını yaxşılaşdıra bilər), və çox kiçikdir. Çıxış gücünə böyük tələb yoxdur.
Göndərmə vaxtı: 17 mart 2025-ci il