ning printsipi va qo'llanilishiEDFA erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgich
ning asosiy tuzilishiEDFAasosan faol muhitdan (o'nlab metr uzunlikdagi doplangan kvarts tolasi, yadro diametri 3-5 mikron, doping konsentratsiyasi (25-1000) x10-6), nasosli yorug'lik manbai (990 yoki 1480nm LD), optik bog'lovchi va optik izolyatordan tashkil topgan erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgich. Signal nuri va nasos nuri Erbium tolasida bir xil yo'nalishda (birgalikda nasos), qarama-qarshi yo'nalishda (teskari nasos) yoki ikkala yo'nalishda (ikki tomonlama nasos) tarqalishi mumkin. Signal nuri va nasos nuri bir vaqtning o'zida erbium tolasiga AOK qilinganida, erbium ioni nasos nuri ta'sirida yuqori energiya darajasiga (uch darajali tizim) qo'zg'aladi va tez orada metastabil darajaga tushadi. U tushayotgan signal nuri ta'sirida asosiy holatga qaytganda, signal nuriga mos keladigan foton chiqariladi, shuning uchun signal kuchayadi. Uning kuchaytirilgan spontan emissiya (ASE) spektri katta tarmoqli kengligiga ega (20-40nm gacha) va mos ravishda 1530nm va 1550nm ga mos keladigan ikkita cho'qqiga ega.
ning asosiy afzalliklariEDFA kuchaytirgichiyuqori daromad, katta tarmoqli kengligi, yuqori chiqish quvvati, yuqori nasos samaradorligi, past kiritish yo'qotilishi va qutblanish holatlariga befarqligi.
Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichning ishlash printsipi
Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgich（EDFA optik kuchaytirgich） asosan erbiy qo'shilgan toladan (uzunligi taxminan 10-30 m) va nasosli yorug'lik manbasidan iborat. Ishlash printsipi shundan iboratki, erbiy qo'shilgan tola pompalanadigan yorug'lik manbai (to'lqin uzunligi 980 nm yoki 1480 nm) ta'sirida rag'batlantirilgan nurlanish hosil qiladi va nurlanish nuri kirish yorug'lik signalining o'zgarishi bilan o'zgaradi, bu kirish yorug'lik signalini kuchaytirishga teng. Natijalar shuni ko'rsatadiki, Erbium qo'shilgan tolali kuchaytirgichning daromadi odatda 15-40 db ni tashkil qiladi va o'rni masofasi 100 km dan ko'proqqa oshirilishi mumkin. Shunday ekan, odamlar savol bermay iloji yo‘q: nega olimlar yorug‘lik to‘lqinlarining intensivligini oshirish uchun tolali kuchaytirgichda doplangan erbiydan foydalanishni o‘ylashdi? Bizga ma'lumki, erbiy noyob yer elementi bo'lib, noyob tuproq elementlari o'ziga xos tuzilish xususiyatlariga ega. Optik qurilmalarda noyob tuproq elementlarini doping optik qurilmalarning ish faoliyatini yaxshilash uchun uzoq vaqt davomida ishlatilgan, shuning uchun bu tasodifiy omil emas. Bundan tashqari, nima uchun nasos yorug'lik manbasining to'lqin uzunligi 980nm yoki 1480nm da tanlanadi? Aslida, nasos yorug'lik manbasining to'lqin uzunligi 520 nm, 650 nm, 980 nm va 1480 nm bo'lishi mumkin, ammo amaliyot shuni ko'rsatdiki, 1480 nm nasos yorug'lik manbai lazer samaradorligi to'lqin uzunligi eng yuqori, keyin esa 980 nm nasos yorug'lik manbai to'lqin uzunligi.
Jismoniy tuzilish
Erbiy qo'shilgan tolali kuchaytirgichning asosiy tuzilishi （EDFA optik kuchaytirgich）. Kirish uchida va chiqish uchida izolyator mavjud bo'lib, maqsad optik signalni bir tomonlama uzatishdir. Nasos qo'zg'atuvchisi 980nm yoki 1480nm to'lqin uzunligiga ega va energiya bilan ta'minlash uchun ishlatiladi. Ulagichning vazifasi kirish optik signalini va nasos nurini erbiy qo'shilgan tolaga ulash va nasos nurining energiyasini erbium bilan qo'shilgan tolaning ta'siri orqali kirish optik signaliga o'tkazish, bu esa kirish optik signalining energiya kuchayishini amalga oshirishdir. Yuqori chiqish optik quvvati va past shovqin indeksini olish uchun amalda qo'llaniladigan Erbium qo'shilgan tolali kuchaytirgich bir-birini izolyatsiya qilish uchun o'rtadagi izolyatorli ikki yoki undan ortiq nasos manbalarining tuzilishini qabul qiladi. Kengroq va tekisroq daromad egri chizig'ini olish uchun daromadni tekislash filtri qo'shiladi.
EDFA beshta asosiy qismdan iborat: Erbium qo'shilgan tola (EDF), Optik bog'lovchi (WDM), optik izolyator (ISO), Optik filtr va nasos ta'minoti. Keng tarqalgan ishlatiladigan nasos manbalari 980nm va 1480nm ni o'z ichiga oladi va bu ikki nasos manbalari yuqori nasos samaradorligiga ega va ko'proq ishlatiladi. 980nm nasosli yorug'lik manbai shovqin koeffitsienti pastroq; 1480 nm nasosli yorug'lik manbai yuqori nasos samaradorligiga ega va katta chiqish quvvatiga ega bo'lishi mumkin (980 nm nasos yorug'lik manbasidan taxminan 3 dB yuqori).
afzallik
1. Operatsion to'lqin uzunligi bir rejimli tolaning minimal zaiflashuv oynasiga mos keladi.
2. Yuqori ulanish samaradorligi. Bu tolali kuchaytirgich bo'lgani uchun uni uzatish tolasi bilan ulash oson.
3. Yuqori energiya konvertatsiya samaradorligi. EDF yadrosi uzatish tolasidan kichikroq va signal nuri va nasos nuri EDFda bir vaqtning o'zida uzatiladi, shuning uchun optik quvvat juda konsentrlangan. Bu yorug'lik va daromad muhiti Er ioni o'rtasidagi o'zaro ta'sirni juda to'liq qiladi, erbiy qo'shilgan tolaning tegishli uzunligi bilan birlashtiriladi, shuning uchun yorug'lik energiyasini konversiyalash samaradorligi yuqori.
4. Yuqori daromad, past shovqin indeksi, katta chiqish quvvati, kanallar orasidagi past o'zaro bog'liqlik.
5. Barqaror daromad xususiyatlari: EDFA haroratga sezgir emas va daromad polarizatsiya bilan juda oz korrelyatsiyaga ega.
6. Qatnash xususiyati tizimning bit tezligi va ma'lumotlar formatidan mustaqil.
kamchilik
1. Nochiziqli effekt: EDFA tolaga kiritilgan optik quvvatni oshirish orqali optik quvvatni kuchaytiradi, lekin qanchalik katta bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Optik quvvat ma'lum darajada oshirilganda, optik tolaning chiziqli bo'lmagan ta'siri paydo bo'ladi. Shuning uchun, optik tolali kuchaytirgichlardan foydalanilganda, bitta kanalli kiruvchi optik tolali quvvatni nazorat qilish qiymatiga e'tibor qaratish lozim.
2. Daromad to'lqin uzunligi diapazoni belgilangan: C-band EDFA ning ishchi to'lqin uzunligi diapazoni 1530nm ~ 1561nm; L-band EDFA ning ishchi to'lqin uzunligi diapazoni 1565nm ~ 1625nm.
3. Noto'g'ri daromad o'tkazuvchanligi: EDFA erbium bilan qo'shilgan tolali kuchaytirgichning daromad o'tkazish qobiliyati juda keng, ammo EDFning o'zining daromad spektri tekis emas. WDM tizimidagi daromadni tekislash uchun daromadni tekislash filtri qabul qilinishi kerak.
4. Yorug'lik to'lqini muammosi: yorug'lik yo'li normal bo'lsa, nasos nuri tomonidan qo'zg'atilgan erbium ionlari signal nuri tomonidan olib tashlanadi va shu bilan signal nurini kuchaytirishni yakunlaydi. Agar kirish chirog'i kesilsa, metastabil erbium ionlari to'planishda davom etsa, signal nuri kirishi tiklangandan so'ng energiya sakrab chiqadi, natijada yorug'lik to'lqini paydo bo'ladi.
5. Optik kuchlanishning yechimi EDFA-da avtomatik optik quvvatni kamaytirish (APR) yoki avtomatik optik quvvatni o'chirish (APSD) funksiyasini amalga oshirishdir, ya'ni EDFA avtomatik ravishda quvvatni kamaytiradi yoki hech qanday yorug'lik bo'lmaganda quvvatni avtomatik ravishda o'chiradi va shu bilan kuchlanish fenomenining paydo bo'lishini bostiradi.
Ilova rejimi
1. Booster Kuchaytirgich kuchaytiruvchi to'lqindan keyin bir nechta to'lqin uzunlikdagi signallarning kuchini oshirish va keyin ularni uzatish uchun ishlatiladi. Kuchaytirgich to'lqinidan keyin signal kuchi odatda katta bo'lgani uchun, quvvat kuchaytirgichining shovqin indeksi va daromadi juda yuqori emas. Nisbatan katta chiqish quvvatiga ega.
2. Quvvat kuchaytirgichidan keyin chiziqli kuchaytirgich, odatda nisbatan kichik shovqin indeksini va katta chiqish optik quvvatini talab qiladigan Line uzatish yo'qotilishini vaqti-vaqti bilan qoplash uchun ishlatiladi.
3. Old kuchaytirgich: Splitterdan oldin va chiziq kuchaytirgichidan keyin u signalni kuchaytirish va qabul qilgichning sezgirligini oshirish uchun ishlatiladi (agar optik signal-shovqin nisbati (OSNR) talablarga javob bersa, kattaroq kirish quvvati qabul qiluvchining shovqinini bostirishi va qabul qiluvchining sezgirligini yaxshilashi mumkin). Chiqish quvvatiga katta talab yo'q.
Xabar vaqti: 2025-yil 17-mart