Erbium-dópaðir trefjamagnarar (EDFA)

Erbium-dópaðir trefjamagnarar (EDFA) nýta sjaldgæfa jarðar þætti eins og erbium (Er3+) sem mögnunarmiðil.Það er dópað inn í trefjakjarna meðan á framleiðslu stendur.Það samanstendur af stuttu stykki af trefjum (venjulega 10 m eða svo) úr gleri þar sem lítið stýrt magn af erbium er bætt við sem dópefni í formi jónar (Er3+).Þannig virkar kísiltrefjarnar sem hýsilmiðill.Það eru dópefnin (erbium) frekar en kísiltrefjar sem ákvarða rekstrarbylgjulengdina og ávinningsbandbreiddina.EDFAs starfa almennt á 1550 nm bylgjulengdarsvæðinu og geta boðið upp á afkastagetu sem er yfir 1 Tbps.Svo þeir eru mikið notaðir í WDM kerfum.

Meginreglan um örvaða losun á við um mögnunarkerfi EDFA.Þegar dópeindið (erbiumjón) er í háorkuástandi mun ljóseind ​​frá inntaksljósmerki örva það.Það losar hluta af orku sinni til íblöndunarefnisins og fer aftur í lægri orku („örvuð losun“) sem er stöðugri.Myndin hér að neðan sýnir grunnbyggingu EDFA.

1.1 Grunnuppbygging EDFA

Dæluleysisdíóðan framleiðir venjulega sjónmerki með bylgjulengd (við annað hvort 980 nm eða 1480 nm) með miklu afli (~ 10–200 mW).Þetta merki er tengt við ljósinntaksmerkið í erbiumdoped hluta kísiltrefjanna í gegnum WDM tengi.Erbiumjónirnar munu gleypa þessa dælumerkjaorku og hoppa í spennt ástand sitt.Hluti af úttaksljósmerkinu er tappaður og færður til baka við inntak dæluleysis í gegnum ljóssíu og skynjara.Þetta þjónar sem endurgjafaraflsstýringarkerfi til að gera EDFA sem sjálfstýrandi magnara.Þegar allar metstöðugustu rafeindirnar eru neyttar á sér engin frekari mögnun sér stað.Þess vegna verður kerfið sjálfkrafa stöðugt vegna þess að úttaks sjónafl EDFA helst nánast stöðugt, óháð sveiflum inntaksafls, ef einhver er.

1.2 Einfölduð hagnýt skýringarmynd af EDFA

Myndin hér að ofan sýnir einfaldaða hagnýta skýringarmynd EDFA þar sem dælumerki frá leysinum er bætt við inntaksljósmerki (við 1480 nm eða 980 nm) í gegnum WDM tengi.

Þessi skýringarmynd sýnir mjög einfaldan EDF magnara.Bylgjulengd dælumerkisins (með dæluafl um 50 mW) er 1480 nm eða 980 nm.Einhver hluti þessa dælumerkis er fluttur yfir á sjón-inntaksmerkið með örvaðri losun innan stuttrar lengdar af Erbium-dópuðum trefjum.Það hefur dæmigerðan sjónstyrk upp á um 5–15 dB og minna en 10 dB hávaða.Fyrir 1550 nm aðgerð er hægt að fá 30–40 dB ljósstyrk.

1.3 Hagnýt framkvæmd EDFA

Myndin hér að ofan sýnir einfaldaða aðgerð á EDFA með hagnýtri uppbyggingu þegar hún er notuð í WDM forriti.

Eins og sýnt er, inniheldur það eftirfarandi meginhluta:

• Einangrunartæki við inntak.Þetta kemur í veg fyrir að hávaði sem myndast af EDFA breiðist út í átt að enda sendisins.

• WDM tengi.Það sameinar lágafl 1550 nm optískt inntaksgagnamerkið og dælandi ljósmerki með miklum krafti (frá dælugjafa eins og leysir) við 980 nm bylgjulengd.

• Lítill hluti af erbium-dópuðum kísiltrefjum.Reyndar þjónar þetta sem virkur miðill EDFA.

• Einangrunartæki við úttakið.Það hjálpar til við að koma í veg fyrir að bakendurspeglað sjónmerki komist inn í erbium-dópaða kísiltrefjarann.

Lokaúttaksmerkið er magnað 1550 nm bylgjulengdar ljósgagnamerki með 980 nm afgangsbylgjulengdardælumerki.

Tegundir af Erbium-doped Fiber Amplifiers (EDFA)

Það eru tvenns konar uppbygging af Erbium Doped Fiber Amplifiers (EDFA):

• EDFA með samfjölgunardælu

• EDFA með mótfjölgunardælu

Myndin hér að neðan sýnir dælu og tvíátta dælufyrirkomulag sem hægt er að nota í EDFA mannvirki.

Mismunandi dælufyrirkomulag

Samútbreiðsludæla EDFA er með lægra sjónafl með litlum hávaða;á meðan EDFA dæla til mótvægisútbreiðslu veitir meiri sjónstyrk en framleiðir líka meiri hávaða.Í dæmigerðri EDFA í atvinnuskyni er tvíátta dæla með samhliða fjölgun og mótfjölgun dælu notuð sem leiðir til tiltölulega einsleits sjónræns ávinnings.

Notkun EDFA sem örvunar, in-line og formagnara

Í langtímanotkun ljósleiðarasamskiptatengils er hægt að nota EDFA sem örvunarmagnara við úttak ljósleiðara, ljósmagnara í línu ásamt ljósleiðaranum sem og formagnara rétt fyrir móttakara, eins og sýnt er á myndinni hér að ofan.

Þess má geta að EDFA í línu eru sett í 20–100 km fjarlægð eftir trefjatapi.Optíska inntaksmerkið er við 1,55 μm bylgjulengd, en dæluleysir vinna við 1,48 μm eða 980 nm bylgjulengd.Dæmigert lengd Erbium-dópaðra trefja er 10–50 m.

Magnunarkerfi í EDFA

Eins og fyrr segir byggist mögnunarbúnaðurinn í EDFA á örvuðu losun svipað og í laser.Mikil orka frá ljósdælumerkinu (framleitt af öðrum leysir) örvar dópefnis erbíumjónirnar (Er3+) í kísiltrefjum í efra orkuástandinu.Ljósgagnamerkið fyrir inntak örvar umskipti örtra erbíumjóna í lægra orkuástand og leiðir til geislunar ljóseinda með sömu orku, þ.e. sömu bylgjulengd og ljósmerkja inntaksins.

Orkustigsmynd: Frjálsar erbíumjónir sýna stakt magn af orkusviðinu.Þegar erbíumjónir eru dópaðir í kísiltrefjar, skiptist hvert orkustig þeirra í nokkur náskyld stig til að mynda orkuband.

1.4 Mögnunarkerfi í EDFA

Til að ná þýðisviðsnúningi er Er3+ jónum dælt á millistig 2. Í óbeinni aðferð (980-nm dæling) eru Er3+ jónir stöðugt færðar frá stigi 1 í stig 3. Það er fylgt eftir með ógeislandi rotnun í stig 2, frá kl. þar sem þau falla niður í stig 1 og geisla sjónmerkin á æskilegri bylgjulengd 1500–1600 nm.Þetta er þekkt sem þriggja stiga mögnunarkerfi.

Fyrir fleiri Erbium-dópaðar vörur, vinsamlegast skoðaðu vefsíðu okkar.

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

Tölvupóstur:devin@erbiumtechnology.com

WhatsApp: +86-18113047438

Fax: +86-2887897578

Bæta við: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi distrcit, Chengdu, 610107, Kína.