Технічна схема системи підсилювача L-діапазону EDFA

1. Волокно, леговане ербієм
Ербій — це рідкоземельний елемент з атомним номером 68 та атомною вагою 167,3. Електронний енергетичний рівень іона ербію показано на рисунку, а перехід від нижчого енергетичного рівня до верхнього енергетичного рівня відповідає процесу поглинання світла. Зміна від верхнього енергетичного рівня до нижчого енергетичного рівня відповідає процесу випромінювання світла.

2. Принцип EDFA

EDFA використовує леговане іонами ербію волокно як середовище підсилення, що створює інверсію населеності під дією світла накачування. Це реалізує посилення вимушеного випромінювання під дією індукції сигнального світла.
Іони ербію мають три енергетичні рівні. Вони знаходяться на найнижчому енергетичному рівні, E1, коли не збуджуються жодним світлом. Коли волокно безперервно збуджується лазером джерела світла накачування, частинки в основному стані набувають енергії та переходять на вищий енергетичний рівень. Наприклад, при переході з E1 до E3 частинка нестабільна на високому енергетичному рівні E3, тому вона швидко переходить у метастабільний стан E2 у процесі безвипромінювального переходу. На цьому енергетичному рівні частинки мають відносно довгий термін служби. Завдяки безперервному збудженню джерела світла накачування кількість частинок на енергетичному рівні E2 продовжуватиме зростати, а кількість частинок на енергетичному рівні E1 також збільшуватиметься. Таким чином, у волокні, легованому ербієм, реалізується розподіл інверсії населеності, і створюються умови для навчання оптичному підсиленню.
Коли енергія фотона вхідного сигналу E=hf точно дорівнює різниці енергетичних рівнів між E2 та E1, E2-E1=hf, частинки в метастабільному стані переходять в основний стан E1 у вигляді вимушеного випромінювання. Випромінювання та вхідні фотони в сигналі ідентичні фотонам, що значно збільшує кількість фотонів, перетворюючи вхідний оптичний сигнал на сильний вихідний оптичний сигнал у легованому ербієм волокні, реалізуючи пряме посилення оптичного сигналу.

2. Схема системи та базовий огляд пристрою
2.1. Принципова схема системи підсилювача оптичного волокна L-діапазону виглядає наступним чином:

2.2. Принципова схема системи джерела світла ASE для спонтанного випромінювання волокна, легованого ербієм, виглядає наступним чином:

Вступ до пристрою

1. ROF -EDFA -HP Високопотужний волоконно-легований підсилювач на основі ербію

Параметр		Одиниця	Хв	Тип	Макс
Робочий діапазон довжин хвиль		nm	1525		1565
Діапазон потужності вхідного сигналу		дБм	-5		10
Вихідна оптична потужність насичення		дБм			37
Стабільність оптичної потужності насичення		dB			±0,3
Індекс шуму на вході 0 дБм		dB		5.5	6.0
Вхідна оптична ізоляція		dB	30
Вихідна оптична ізоляція		dB	30
Втрати на вхідному поверненні		dB	40
Втрати на виході		dB	40
Посилення, залежне від поляризації		dB		0,3	0,5
Дисперсія поляризаційної моди		ps			0,3
Витік вхідного насоса		дБм			-30
Витік вихідного насоса		дБм			-30
Робоча напруга		В (змінного струму)	80		240
Тип волокна			СМФ-28
Вихідний інтерфейс			ФК/БПК
Інтерфейс зв'язку			RS232
Розмір упаковки	Модуль	mm	483×385×88 (стійка 2U)
Розмір упаковки	Робочий стіл	mm	150×125×35

2. Підсилювач потужності на основі волокон ROF-EDFA-B, легований ербієм

Параметр			Одиниця	Хв	Тип	Макс
Робочий діапазон довжин хвиль			nm	1525		1565
Діапазон потужності вихідного сигналу			дБм	-10
Мале посилення сигналу			dB		30	35
Діапазон оптичного виходу насиченості *			дБм		20.17.23
Коефіцієнт шуму **			dB		5.0	5.5
Ізоляція входу			dB	30
Ізоляція виходу			dB	30
Поляризаційно-незалежне посилення			dB		0,3	0,5
Дисперсія поляризаційної моди			ps			0,3
Витік вхідного насоса			дБм			-30
Витік вихідного насоса			дБм			-40
Робоча напруга		модуль	V	4.75	5	5.25
Робоча напруга		робочий стіл	В (змінного струму)	80		240
Оптичне волокно				СМФ-28
Вихідний інтерфейс				ФК/БПК
Розміри	модуль		mm	90×70×18
Розміри	робочий стіл		mm	320×220×90

3. Підсилювач на волокнах, легований ербієм, моделі ROF-EDFA-P

Параметр		Одиниця	Хв	Тип	Макс
Робочий діапазон довжин хвиль		nm	1525		1565
Діапазон потужності вхідного сигналу		дБм	-45
Мале посилення сигналу		dB		30	35
Діапазон вихідної оптичної потужності насиченості *		дБм		0
Індекс шуму **		dB		5.0	5.5
Вхідна оптична ізоляція		dB	30
Вихідна оптична ізоляція		dB	30
Посилення, залежне від поляризації		dB		0,3	0,5
Дисперсія поляризаційної моди		ps			0,3
Витік вхідного насоса		дБм			-30
Витік вихідного насоса		дБм			-40
Робоча напруга	Модуль	V	4.75	5	5.25
Робоча напруга	Робочий стіл	В (змінного струму)	80		240
Тип волокна			СМФ-28
Вихідний інтерфейс			ФК/БПК
Розмір упаковки	Модуль	mm	907018
Розмір упаковки	Робочий стіл	mm	32022090