Амплификаторҳои нахи эрбиум (EDFAs)

Амплификаторҳои нахи бо эрбиум омехташуда (EDFAs) унсурҳои нодири заминро ба мисли эрбиум (Er3+) ҳамчун муҳити пурқувват истифода мебаранд.Он дар ҷараёни истеҳсолот ба ядрои нах ворид карда мешавад.Он аз як пораи кӯтоҳи нах (одатан 10 м ё бештар аз он) иборат аст, ки аз шиша сохта шудааст, ки дар он миқдори ками эрбиум ҳамчун допант дар шакли ион (Er3+) илова карда мешавад.Ҳамин тариқ, нахи кремний ҳамчун муҳити мизбон амал мекунад.Он допантҳо (эрбиум) мебошанд, на нахи кремний, ки дарозии мавҷҳои корӣ ва фарохмаҷрои фоидаро муайян мекунанд.EDFAҳо одатан дар минтақаи дарозии мавҷи 1550 нм кор мекунанд ва метавонанд иқтидорҳои зиёда аз 1 Tbps пешниҳод кунанд.Ҳамин тавр, онҳо дар системаҳои WDM васеъ истифода мешаванд.

Принсипи эмиссияи ҳавасмандкунанда барои механизми тақвияти EDFA татбиқ мешавад.Вақте ки допант (ион эрбиум) дар ҳолати энергияи баланд қарор дорад, фотони ҳодисаи сигнали оптикии воридотӣ онро ҳавасманд мекунад.Он як қисми энергияи худро ба допант мебарорад ва ба ҳолати камтарини энергия бармегардад («параксияи ҳавасмандшуда»), ки устувортар аст.Дар расми зер сохтори асосии EDFA нишон дода шудааст.

1.1 Сохтори асосии EDFA

Диоди лазерии насос одатан сигнали оптикии дарозии мавҷро (дар 980 нм ё 1480 нм) дар қудрати баланд (~ 10–200 мВт) тавлид мекунад.Ин сигнал бо сигнали вуруди рӯшноӣ дар қисмати эрбиумдопшудаи нахи кремний тавассути пайвасткунандаи WDM пайваст карда мешавад.Ионҳои эрбиум ин энергияи сигнали насосро азхуд мекунанд ва ба ҳолати ҳаяҷонбахши худ мепаранд.Як қисми сигнали нури баромад дар вуруди лазери насос тавассути филтри оптикӣ ва детектор пахш карда мешавад.Ин ҳамчун механизми назорати қувваи бозгашт хизмат мекунад, то EDFA-ро ҳамчун пурқувваткунандаи худтанзимкунанда табдил диҳад.Вақте ки ҳамаи электронҳои метастабил истеъмол карда мешаванд, дигар амплификация ба амал намеояд.Аз ин рӯ, система ба таври худкор мӯътадил мешавад, зеро қувваи оптикии баромади EDFA новобаста аз тағирёбии қувваи вуруд, агар мавҷуд бошад, қариб доимӣ боқӣ мемонад.

1.2 Схемати функсионалии соддакардашудаи EDFA

Дар расми боло схемаи соддакардашудаи функсионалии EDFA нишон дода шудааст, ки дар он сигнали насосӣ аз лазер ба сигнали оптикии вурудӣ (дар 1480 нм ё 980 нм) тавассути пайвасткунандаи WDM илова карда мешавад.

Ин диаграмма як пурқувваткунандаи хеле оддии EDF-ро нишон медиҳад.Дарозии мавҷи сигнали насос (бо қудрати насос тақрибан 50 мВт) 1480 нм ё 980 нм аст.Як қисми ин сигнали насос ба сигнали оптикии вурудӣ тавассути эмиссияи ҳавасмандшуда дар тӯли кӯтоҳи нахи бо Erbium иловашуда интиқол дода мешавад.Он дорои фоидаи маъмулии оптикии тақрибан 5-15 дБ ва рақами садои камтар аз 10 дБ мебошад.Барои амалиёти 1550 нм, фоидаи оптикии 30-40 дБ ба даст овардан мумкин аст.

1.3 Татбиқи амалии EDFA

Дар расми боло амалиёти соддакардашудаи EDFA бо сохтори амалии он ҳангоми истифодаи WDM тасвир шудааст.

Тавре ки нишон дода шудааст, он қисмҳои асосии зеринро дар бар мегирад:

• Изолятор дар даромадгоҳ.Ин садои аз ҷониби EDFA тавлидшуда аз паҳн шудан ба охири интиқолдиҳанда нигоҳ дошта мешавад.

• Пайвасткунаки WDM.Он сигнали оптикии вуруди камқуввати 1550 нмро бо сигнали оптикии пурқудрати обкашӣ (аз манбаи насос ба монанди лазер) дар дарозии мавҷи 980 нм муттаҳид мекунад.

• Як қисми хурди нахи кремнийи эрбиум.Дар асл, ин ҳамчун воситаи фаъоли EDFA хизмат мекунад.

• Изолятор дар баромад.Он барои пешгирӣ кардани ҳама гуна сигнали оптикии аз ақиб инъикосшаванда аз ворид шудан ба нахи кремнийи эрбиум кӯмак мекунад.

Сигнали ниҳоии баромад як сигнали оптикии дарозии мавҷи 1550 нм бо сигнали насоси боқимондаи 980 нм мебошад.

Намудҳои пурқувваткунандаи нахи Erbium (EDFAs)

Ду намуди сохторҳои пурқувваткунандаи нахи Erbium (EDFAs) мавҷуданд:

• EDFA бо насоси муштарак

• EDFA бо насоси зидди паҳнкунанда

Дар расми зер насоси зидди паҳншаванда ва механизмҳои насоси дуҷониба нишон дода шудааст, ки онҳоро дар сохторҳои EDFA истифода бурдан мумкин аст.

Тартиби насосҳои гуногун

Насоси муштараки EDFA дорои қудрати оптикии камтар бо садои паст мебошад;дар ҳоле ки насоси зидди паҳнкунандаи EDFA қувваи баланди оптикиро таъмин мекунад, аммо садои бештарро низ ба вуҷуд меорад.Дар EDFA-и маъмулии тиҷоратӣ, насоси дуҷониба бо насоси ҳамзамон паҳншаванда ва муқобил истифода мешавад, ки ба фоидаи нисбатан якхелаи оптикӣ оварда мерасонад.

Татбиқи EDFA ҳамчун пурқувваткунанда, дар хати ва пеш аз пурқувваткунанда

Дар истифодаи дарозмуддати алоқаи нахи оптикӣ, EDFA-ро метавон ҳамчун пурзӯркунандаи пурқувват дар баромади интиқолдиҳандаи оптикӣ, як щуввазиёдкунаки оптикии дарунсохт дар якҷоягӣ бо нахи оптикӣ ва инчунин пеш аз щуввазиёдкунӣ истифода бурд. қабулкунанда, тавре ки дар расми боло нишон дода шудааст.

Бояд қайд кард, ки EDFA-ҳои дарунсохт вобаста ба талафоти нах дар масофаи 20-100 км аз ҳам ҷойгир карда мешаванд.Сигнали вуруди оптикӣ дар дарозии мавҷи 1,55 мкм аст, дар ҳоле ки лазерҳои насосӣ дар дарозии мавҷи 1,48 мкм ё 980 нм кор мекунанд.Дарозии маъмулии нахи эрбиум 10-50 м аст.

Механизми тақвият дар EDFAs

Тавре ки қаблан гуфта шуда буд, механизми амплификация дар EDFA ба партовҳои ҳавасмандшуда, ки ба лазер монанд аст, асос ёфтааст.Энергияи баланд аз сигнали насоси оптикӣ (бо лазери дигар истеҳсол мешавад) ионҳои допанти эрбиумро (Er3+) дар нахи кремний дар ҳолати энергияи боло ба ҳаяҷон меорад.Сигнали маълумотҳои оптикии вурудӣ гузариши ионҳои ҳаяҷоншудаи Эрбиумро ба ҳолати поёнии энергетикӣ ҳавасманд мекунад ва боиси шуоъи фотонҳои дорои энергияи якхела, яъне ҳамон дарозии мавҷҳои сигнали оптикии даромад мегардад.

Диаграммаи сатҳи энергетикӣ: Ионҳои озоди Эрбиум сатҳҳои дискретии банди энергетикиро нишон медиҳанд.Вақте ки ионҳои Эрбиум ба нахи кремний доп карда мешаванд, ҳар як сатҳҳои энергетикии онҳо ба як қатор сатҳҳои ба ҳам наздик тақсим мешаванд, то як банди энергетикӣ ташкил кунанд.

1.4 Механизми пурқувваткунӣ дар EDFA

Барои ноил шудан ба инверсияи популятсия ионҳои Er3+ дар сатҳи мобайнии 2 насос карда мешаванд. Дар усули ғайримустақим (насоси 980-нм) ионҳои Er3+ пайваста аз сатҳи 1 ба сатҳи 3 интиқол дода мешаванд. Пас аз он таназзули ғайрирадиатсионӣ ба дараҷаи 2, аз ки дар он чо онхо ба дарачаи 1 меафтанд ва сигналхои оптикиро дар дарозии мавчи матлуби 1500—1600 нм мепошанд.Ин ҳамчун механизми баланд бардоштани сатҳи 3 маълум аст.

Барои маҳсулоти бештар бо Erbium, лутфан ба вебсайти мо нигаред.

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

Почтаи электронӣ:devin@erbiumtechnology.com

Сайтҳо: +86-18113047438

Факс: +86-2887897578

Илова кунед: №23, роҳи Чаоянг, кӯчаи Сихэ, ноҳияи Лонгкваньи, Чэнду, 610107, Чин.