Технічна схема системи підсилення EDFA L-діапазону

1. Ербієве волокно
Ербій — рідкоземельний елемент з атомним номером 68 і атомною вагою 167,3. Електронний енергетичний рівень іона ербію показаний на малюнку, а перехід від нижнього до верхнього енергетичного рівня відповідає процесу поглинання світла. Перехід від верхнього енергетичного рівня до нижнього енергетичного рівня відповідає процесу випромінювання світла.

p1

2. Принцип EDFA

p2

EDFA використовує волокно, леговане іонами ербію, як середовище посилення, яке створює інверсію населеності під світлом накачки. Реалізує вимушене посилення випромінювання при індукції сигнального світла.
Іони ербію мають три енергетичні рівні. Вони знаходяться на найнижчому рівні енергії, E1, коли вони не збуджуються жодним світлом. Коли волокно безперервно збуджується лазером джерела світла накачування, частинки в основному стані отримують енергію та переходять на вищий енергетичний рівень. Такий як перехід від E1 до E3, оскільки частинка нестабільна на високому енергетичному рівні E3, вона швидко впаде до метастабільного стану E2 у процесі безвипромінювального переходу. На цьому рівні енергії частинки мають відносно тривалий термін виживання. Завдяки безперервному збудженню джерела світла накачки кількість частинок на енергетичному рівні E2 буде продовжувати збільшуватися, а кількість частинок на енергетичному рівні E1 буде збільшуватися. Таким чином, розподіл інверсії населеності реалізується в волокні, легованому ербієм, і створюються умови для навчання оптичного посилення.
Коли енергія фотона вхідного сигналу E=hf точно дорівнює різниці рівнів енергії між E2 і E1, E2-E1=hf, частинки в метастабільному стані перейдуть в основний стан E1 у формі стимульованого випромінювання. Випромінювання та вхід. Фотони в сигналі ідентичні фотонам, таким чином значно збільшуючи кількість фотонів, завдяки чому вхідний оптичний сигнал стає сильним вихідним оптичним сигналом у легованому ербієм волокні, реалізуючи пряме посилення оптичного сигналу. .

2. Схема системи та базовий пристрій
2.1. Принципова схема волоконно-оптичного підсилювача L-діапазону виглядає наступним чином:

p3

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

p4

Ознайомлення з пристроєм

1.ROF -EDFA -HP Оптоволоконний підсилювач високої потужності, легований ербієм

Параметр одиниця Хв Тип Макс
Робочий діапазон довжин хвиль nm 1525 рік   1565 рік
Діапазон потужності вхідного сигналу дБм -5   10
Вихідна оптична потужність насичення дБм     37
Стабільність вихідної 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    
Вхідні зворотні втрати dB 40    
Вихідні зворотні втрати dB 40    
Залежне від поляризації посилення dB   0,3 0,5
Поляризаційна модова дисперсія ps     0,3
Витік вхідного насоса дБм     -30
Витік вихідного насоса дБм     -30
Робоча напруга V( AC ) 80   240
Тип волокна  

SMF-28

Вихідний інтерфейс  

FC/APC

Інтерфейс зв'язку  

RS232

Розмір упаковки Модуль mm

483×385×88 (стійка 2U)

Робочий стіл mm

150×125×35

2. ROF -EDFA -B підсилювач потужності з легованого ербієм волокна

Параметр

одиниця

Хв

Тип

Макс

Робочий діапазон довжин хвиль

nm

1525 рік

 

1565 рік

Діапазон потужності вихідного сигналу

дБм

-10

   
Мале посилення сигналу

dB

 

30

35

Діапазон оптичного виходу насиченості *

дБм

 

17/20/23

 
Коефіцієнт шуму **

dB

 

5.0

5.5

Вхідна ізоляція

dB

30

   
Вихідна ізоляція

dB

30

   
Поляризаційне незалежне посилення

dB

 

0,3

0,5

Поляризаційна модова дисперсія

ps

   

0,3

Витік вхідного насоса

дБм

   

-30

Витік вихідного насоса

дБм

   

-40

Робоча напруга

модуль

V

4.75

5

5.25

робочий стіл

V( AC )

80

 

240

Оптичне волокно  

SMF-28

Вихідний інтерфейс  

FC/APC

Розміри

модуль

mm

90×70×18

робочий стіл

mm

320×220×90

           

3. Модель ROF -EDFA -P волоконний підсилювач, легований ербієм

Параметр

одиниця

Хв

Тип

Макс

Робочий діапазон довжин хвиль

nm

1525 рік

 

1565 рік

Діапазон потужності вхідного сигналу

дБм

-45

   
Мале посилення сигналу

dB

 

30

35

Діапазон вихідної оптичної потужності насичення *

дБм

 

0

 
Індекс шуму **

dB

 

5.0

5.5

Вхідна оптична ізоляція

dB

30

   
Вихідна оптична ізоляція

dB

30

   
Залежне від поляризації посилення

dB

 

0,3

0,5

Поляризаційна модова дисперсія

ps

   

0,3

Витік вхідного насоса

дБм

   

-30

Витік вихідного насоса

дБм

   

-40

Робоча напруга

Модуль

V

4.75

5

5.25

Робочий стіл

V( AC )

80

 

240

Тип волокна  

SMF-28

Вихідний інтерфейс  

FC/APC

Розмір упаковки

Модуль

mm

90*70*18

Робочий стіл

mm

320*220*90